CN105340088B

CN105340088B - 半导体发光装置

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Publication number: CN105340088B
Application number: CN201480033276.8A
Authority: CN
Inventors: 山口布士人; 白仓奈央
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2018-09-25
Anticipated expiration: 2034-06-02
Also published as: US20160149089A1; TW201511352A; JPWO2014199851A1; CN105340088A; BR112015030722A2; EP3010048A4; KR20150143648A; JP5935031B2; EP3010048B1; WO2014199851A1; TWI545804B; EP3010048A1; US9653657B2

Abstract

一种半导体发光装置，其特征在于，由半导体发光元件(100)及波长转换构件而构成，该半导体发光元件(100)具有将至少2层以上的半导体层(103)(105)与发光层(104)层叠而构成的层叠半导体层(110)，并发出第一光，该波长转换构件至少覆盖半导体发光元件(100)的一部分，吸收第一光的至少一部分，并发出波长与第一光不同的第二光，半导体发光元件(100)在构成半导体发光元件(100)的任一主面上，具备微细结构层作为构成要素，该微细结构层包含由朝面外方向延伸的多个凸部或凹部构成的点，微细结构层构成至少由点间的间距、点径或点高度中的任一个所控制的二维光子晶体(102)，且二维光子晶体(102)至少具有各为1μm以上的2个以上的周期。

Description

半导体发光装置

技术领域

本发明涉及一种具有半导体发光元件及波长转换构件而构成的半导体发光装置。

背景技术

与现有的荧光灯、白炽灯等以往的发光装置相比，作为利用了半导体层的半导体发光元件的发光二极管(LED)具有小型且电力效率较高、开关响应性快速等特性，且全部由固体构成，因此具有抗振动且设备寿命较长等多个优点。

又，LED的发光中心波长单一，但为了用作各种光源，如果为单一波长则其使用用途受到限制，因此作为发射光源而要求白色光。

例如，专利文献1中公开有一种关于半导体发光器件的发明，该半导体发光器件将蓝色LED与吸收其发射光而发出黄色荧光的荧光材料进行组合，混合黄色光与未被吸收的蓝色光而产生白色光。

又，专利文献2中公开有一种关于白色LED灯的发明，该白色LED灯具有放射UV光～紫色光的1次光的发光二极管芯片及分散有荧光材料层的透明树脂层。该白色LED灯中规定为，如果1次光透过透明树脂层而到达荧光材料层，荧光材料层中的荧光材料粉末便放射蓝色光、绿色光、黄色光及红色光等光(2次光)，此时混合了各色的2次光而成的光的颜色就变成白色。

专利文献3中公开有一种关于半导体发光元件的发明，该半导体发光元件为半导体发光装置的一构成。在专利文献3中，将微米级的凹凸图案设置在构成LED的基板表面，改变发光层中的光的波导方向而提高光提取效率。此外，在专利文献3所记载的发明中，也使含有YAG的荧光材料与树脂混合而形成于半导体发光元件的表面，由此能够获得光提取效率较高的白色发光装置(参照专利文献3的[0077]栏等)。

专利文献4中公开有一种关于发光装置的发明，该发光装置在半导体发光元件的发光露出面形成凹凸结构，并利用含有荧光体的涂覆层进行涂布，由此光提取效率较高。

进而，专利文献5中公开有一种半导体发光装置，在包含发光层的层叠半导体层上设置有出光层，该出光层由表面形成有凹凸结构的树脂材料构成。

又，在专利文献6中公开有一种关于在基板上设置纳米尺寸的图案，且对该图案设置微米级的长周期的半导体发光元件用基材及半导体发光元件的发明。根据专利文献6，可抑制LED制造时的外延生长中的晶体缺陷错位，并提升LED的内量子效率，且通过设置微米级的长周期而使光提取效率也提升，其结果为，由内量子效率与光提取效率之积定义的外量子效率提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－15063号公报

专利文献2：日本特开2013－38447号公报

专利文献3：日本特开2003－318441号公报

专利文献4：日本特开2008－205511号公报

专利文献5：日本特开2007－35967号公报

专利文献6：国际公开第2013/031887号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，以往，关于将专利文献3至专利文献6所公开的具备凹凸图案的半导体发光元件应用于专利文献1或专利文献2所公开的发出发射光及荧光的白色发光装置时，可提高白色发光装置的发光效率的构成，并无任何提及。

又，如专利文献3所示，为了提高LED单体的发光效率，将微米级的凹凸图案设置于构成LED的基板表面的技术被广泛应用。

作为决定表示LED的发光效率的外量子效率EQE(External Quantum Efficieney)的主要原因，可列举电子注入效率EIE(Electron Injection Efficiency)、内量子效率IQE(Internal Quantum Efficiency)及光提取效率LEE(Light Extraction Efficiency)。其中，内量子效率IQE依赖于GaN系半导体晶体的晶体不整合所引起的错位密度。又，由于设置于基板的凹凸图案所引起的光散射，使GaN系半导体晶体内部的波导模式崩解，由此改善光提取效率LEE。

即，作为设置于半导体发光元件的凹凸图案的作用(效果)，可列举(1)半导体晶体内的错位减少所引起的内量子效率IQE的改善，(2)消除波导模式所引起的光提取效率LEE的改善。

然而，在专利文献3所公开的技术中，虽然可实现(2)的效果所引起的光提取效率LEE的改善，但认为(1)的错位减少的效果较少。通过在半导体发光元件用基材的表面上设置凹凸而使错位缺陷减少的理由在于：凹凸会扰乱GaN系半导体层的CVD成长模式，使得伴随层成长的错位缺陷相碰撞而消灭。因此，如果存在仅相当于缺陷数目的凹凸图案，则对于缺陷减少有效果，但如果是少于缺陷数的凹凸图案的数目，则错位减少的效果会受到限定。例如，错位密度1×10⁹个/cm²如果换算成纳米级，则相当于10个/μm²，错位密度1×10⁸个/cm²相当于1个/μm²。如果在5μm×5μm(□5μm)设置2个左右的凹凸图案，则凹凸图案密度变为0.08×10⁸个/cm²，如果在500nm×500nm(□500nm)设置2个左右的凹凸图案，则凹凸图案密度变为8×10⁸个/cm²。像这样，如果将凹凸图案的尺寸设为纳米级的间距，则对错位密度的减少有较大效果。

然而，如果凹凸图案密度变小，则对光的散射效果就会减少，存在(2)的波导模式消除的效果降低的问题。

因此，在专利文献6所公开的技术中，在基板上设置纳米尺寸的凹凸图案，且对该图案设置微米级的长周期，从而提高LED的外量子效率EQE。

在该技术中，如上所述的利用纳米尺寸的凹凸图案来抑制LED制造时的外延生长中的晶体缺陷错位，提高LED的内量子效率IQE。进而，在纳米尺寸的凹凸图案的配置中设置微米级的长周期，由此光提取效率LEE也提升，其结果为，可提高由内量子效率IQE与光提取效率LEE之积定义的外量子效率EQE。

然而，上述技术主要着眼于实现LED其本身的发光效率的提高，在利用应用了上述技术的LED，如专利文献1或专利文献2所记载的那样，应用于发出发射光及荧光的白色发光装置的情况下，存在与单色发光的效率相比，效率下降的问题。进而，也存在观察到白色光的颜色不均的问题。尤其是，在照明用途的情况下，作为白色发光装置的发光分布，角度依存性较少，可见光全波长中需要朗伯型发光分布。

关于上述问题，作出如下解释。设置于LED的微米级的长周期结构被设定为适合于发射光。因此，在荧光材料吸收发射光的一部分而发出波长与发射光不同的荧光时，认为无法发挥充分的光散射性。其结果，与发射光相比，对于荧光的光提取效率更下降，因而来自白色发光装置的整个白色光的效率不会提高。进而，与上述同样地，发射光及荧光中光散射性不同，因而角度分布不同，其结果为，观察到可见光全波长中的角度依存性。

又，在专利文献4所记载的对在半导体发光元件的发光露出面上具备凹凸结构的半导体发光元件利用含有荧光体的涂覆层进行涂布而成的半导体发光装置中，虽然来自半导体发光元件的一次发射光的光提取效率提高，但对于来自荧光体的荧光光的光提取效率，并未发现任何效果。

同样地，在专利文献5所记载的半导体发光装置中，虽然也公开有对于来自半导体发光元件的一次发射光的光提取效率的提高效果，但对于来自荧光体的荧光光的光提取效率，并未发现任何效果。

进而，在使用专利文献2所记载的含有纳米粒子的荧光体的涂覆层而对在半导体发光元件的发光露出面上具备凹凸结构的半导体发光元件进行涂布的情况下，与使用含有微米级的荧光体的涂覆层的情况相比，存在来自半导体发光元件的一次发射光的光提取效率下降的问题。

关于上述问题，作出如下解释。在半导体发光元件的发光露出面上形成凹凸结构，由此产生衍射或光散射效果，使得半导体发光元件的内部的波导模式崩解，提高一次发射光的光提取效率。然而，含有纳米粒子的荧光体的涂覆层的折射率由于含有纳米粒子，因此经有效介质近似而被近似，荧光体的折射率高于涂覆层的分散介质，其结果为，涂覆层的折射率变高。例如，在将具有2.3的折射率的荧光体以40％的体积分率分散至具有1.5的折射率的分散媒的情况下，根据以下的式(A)及式(B)，计算出涂覆层的折射率为1.80。

fa(εa－ε)/(εa+2ε)+fb(εb－ε)/(εb+2ε)＝0(A)

n＝√ε(B)

此处，fa、fb为介质a、介质b的体积分率，εa、εb、ε分别为介质a、介质b、有效介质的介电常数，n为有效介质的折射率。

通过以上处理，凹凸结构与涂覆层之间的折射率之差减少，其结果，凹凸结构所引起的衍射/分散效果减少，因而认为即使在半导体发光元件的发光露出面上形成凹凸结构，一次发射光的光提取效率也会下降。

如上所述，在现有的技术中，对于来自LED的发射光，虽然可满足(1)内量子效率IQE的改善及(2)由利用光散射消除波导模式所引起的光提取效率LEE的改善这两者，但在与荧光材料组合的白色发光装置中，存在无法表现充分的发光效率，进而具有发光分布的角度依存性的问题。

本发明是鉴于上述状况而做出的，其目的在于，提供一种对于来自LED的发射光，通过提高内量子效率IQE及光提取效率LEE来提高发光效率，同时对于荧光也可增加光散射性而提高发光效率的半导体发光装置。进而，本发明的目的在于，提供一种发光分布的角度依存性较少，作为工业用途容易应用的半导体发光装置。

用于解决技术问题的手段

本发明的半导体发光装置包括：半导体发光元件，其具有将至少2层以上的半导体层与发光层进行层叠而构成的层叠半导体层，并发出第一光；以及波长转换构件，其至少覆盖所述半导体发光元件的一部分，吸收所述第一光的至少一部分，并发出波长与所述第一光的波长不同的第二光，所述半导体发光装置的特征在于，所述半导体发光元件在构成所述半导体发光元件的任一主面上，具备微细结构层作为构成要素，其中，所述微细结构层包含由朝面外方向延伸的多个凸部或凹部而构成的点，所述微细结构层构成至少由所述点间的间距、点径或点高度中的任一个所控制的二维光子晶体，所述二维光子晶体至少具有各为1μm以上的2个以上的周期。

在本发明的半导体发光装置中，优选地，所述二维光子晶体具有所述第一光的光学波长的6倍以上及所述第二光的光学波长的6倍以上的至少2个以上的周期。

本发明的半导体发光装置包括：半导体发光元件，其具有将至少2层以上的半导体层与发光层进行层叠而构成的层叠半导体层，并发出第一光；以及波长转换构件，其至少覆盖所述半导体发光元件的一部分，吸收所述第一光的至少一部分，并发出波长与所述第一光的波长不同的第二光，所述半导体发光装置的特征在于，所述半导体发光元件在构成所述半导体发光元件的任一主面上，具备微细结构层作为构成要素，其中，所述微细结构层包含由朝面外方向延伸的多个凸部或凹部而构成的点，所述微细结构层构成至少由所述点间的间距、点径或点高度中的任一个所控制的二维光子晶体，所述二维光子晶体具有所述第一光的光学波长的6倍以上及所述第二光的光学波长的6倍以上的至少2个以上的周期。

又，在本发明的半导体发光装置中，优选地，所述波长转换构件含有至少相对于所述第一光及所述第二光为透明的第一材料、及吸收所述第一光的至少一部分并发出所述第二光的第二材料。

进而，优选地，至少在所述半导体发光元件的最表面具备所述微细结构层作为构成要素，在所述微细结构层与所述波长转换构件之间填充有中间材料，该中间材料至少相对于所述第一光及所述第二光实质上透明，且不含所述第二材料。

进而，优选地，所述第二材料为小于所述第一光在第一材料中的光学波长的平均粒径。

又，在本发明的半导体发光装置中，优选地，所述波长转换构件的构成为发出所述第二光、以及波长与所述第一光及所述第二光的各波长不同的第三光，所述波长转换构件含有至少相对于所述第一光、所述第二光及所述第三光为透明的第一材料、及吸收所述第一光的至少一部分并发出所述第三光的第三材料，所述二维光子晶体具有所述第三光的光学波长的6倍以上的周期。

进而，优选地，至少在所述半导体发光元件的最表面具备所述微细结构层作为构成要素，在所述微细结构层与所述波长转换构件之间填充有中间材料，该中间材料至少相对于所述第一光、所述第二光及所述第三光实质上透明，且不含所述第二材料及所述第三材料。

进而，优选地，所述第二材料及第三材料中的至少一个为小于所述第一光在所述第一材料中的光学波长的平均粒径。

又，在本发明的半导体发光装置中，优选地，所述波长转换构件的构成为发出所述第二光、所述第三光、以及波长与所述第一光、所述第二光及所述第三光的各波长不同的第四光，所述波长转换构件含有至少相对于所述第一光、所述第二光、所述第三光及所述第四光为透明的第一材料、以及吸收所述第一光的至少一部分并发出所述第四光的第四材料，所述二维光子晶体具有所述第四光的光学波长的6倍以上的周期。

进而，优选地，至少在所述半导体发光元件的最表面具备所述微细结构层作为构成要素，在所述微细结构层与所述波长转换构件之间填充有中间材料，该中间材料至少相对于所述第一光、所述第二光、所述第三光及所述第四光实质上透明，且不含所述第二材料、所述第三材料及所述第四材料。

进而，优选地，所述第二材料、所述第三材料及所述第四材料中的至少一个为小于所述第一光在所述第一材料中的光学波长的平均粒径。

进而，在本发明的半导体发光装置中，优选地，所述二维光子晶体构成于构成所述半导体发光元件的任意不同的二个以上的主面上，各个二维光子晶体的所述周期互不相同。

在本发明的半导体发光装置中，可构成为所述二维光子晶体的周期至少在所述主面的一轴方向具有周期，或者可构成为所述二维光子晶体的周期至少在独立的所述主面的二轴方向具有周期。

发明效果

根据本发明，构成微细结构层的二维光子晶体具有1μm以上、或者第一光的光学波长的6倍以上及第二光(利用波长转换构件吸收第一光的至少一部分而发出的与第一光波长不同的光)的光学波长的6倍以上的至少2个以上的周期，由此可使光散射性强于光衍射性。因此，在本发明的半导体发光元件中，对于来自半导体层中的发光及来自波长转换构件的发光，可较强地表现光散射性，利用该光散射性消除波导模式，可提高光提取效率LEE。进而，可对来自半导体发光元件的有效地发出的一次发光高效地进行波长转换。其结果为，可提高半导体发光装置的最终的发光效率。进而，可提供一种降低发光分布的角度依存性，作为工业用途容易应用的半导体发光装置。

附图说明

图1是本实施方式的半导体发光装置的剖面示意图。

图2是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。

图3是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。

图4是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。

图5是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。

图6是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。

图7是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。

图8是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。

图9是本实施方式的半导体发光元件的剖面示意图。

图10是表示本实施方式的半导体发光元件的其他例的剖面示意图。

图11是表示本实施方式的半导体发光元件的其他例的剖面示意图。

图12是表示第1实施方式的半导体发光元件用基材的一例的立体示意图。

图13是用于说明本实施方式的半导体发光元件用基材的其他例的立体示意图。

图14是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的一例的俯视示意图。

图15是表示半导体发光元件用基材的第2方向D2上的点列的配置例的示意图。

图16是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的另一例的俯视示意图。

图17是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的另一例的俯视示意图。

图18是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的另一例的俯视示意图。

图19是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的另一例的俯视示意图。

图20是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的另一例的俯视示意图。

图21是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的第2方向D2上的点的配置例的示意图。

图22是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的第2方向D2上的点的配置例的示意图。

图23是由点间隔具有长周期的点所构成的半导体发光元件用基材的俯视示意图。

图24是在同一主面内具有2个以上的周期的半导体发光元件用基材的另一俯视示意图。

图25是表示本实施方式的半导体发光元件的制造方法的各工序的剖面示意图。

图26是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的制造方法的一例的概略说明图。

图27是对以形成本实施方式的半导体发光元件用基材的曝光装置中的主轴马达的Z相信号为基准信号设定基准脉冲信号、调制脉冲信号的一例进行说明的说明图。

图28是对根据形成本实施方式的半导体发光元件用基材的曝光装置中的基准脉冲信号及调制脉冲信号设定相位调制脉冲信号的一例进行说明的说明图。

图29是对形成本实施方式的半导体发光元件用基材的曝光装置中的照射激光的加工头部的移动速度的一例进行说明的说明图。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式(以下，简称为“实施方式”)进行详细说明。此外，本发明并不限定于以下的实施方式，可在其主旨的范围内进行各种变形而实施。

以下，对本实施方式的半导体发光装置进行详细说明。本发明中的半导体发光装置包括如下单元而构成：半导体发光元件，其具有将至少2层以上的半导体层与发光层进行层叠而构成的层叠半导体层，并发出第一光；及波长转换构件，其至少覆盖所述半导体发光元件的一部分，吸收所述第一光的至少一部分，并发出波长与第一光不同的第二光。

例如，本实施方式的半导体发光装置由图1所示的剖面示意图所构成。如图1所示，半导体发光装置500为将半导体发光元件100配置于封装体520的收纳部520a内的构成。

在图1所示的实施方式中，封装体520内填充有波长转换构件511。因此，成为半导体发光元件100的除背面100a以外的各面被波长转换构件511覆盖的结构。

如图1所示，波长转换构件511包括填充材料541及含有并分散于填充材料541中的荧光材料(第二材料)531而构成，该填充材料541是相对于来自半导体发光元件100的发射光(第一光)的发光中心波长实质上透明的第一材料。荧光材料531具有相对于作为自半导体发光元件100发出的发射光的第一光的发光中心波长的荧光特性，其吸收第一光的至少一部分，发出作为波长与第一光不同的第二光的荧光。进而，填充材料541相对于作为所述第二光的荧光也实质上透明，相对于后述的第三光及第四光也实质上透明。

以下，在本发明中，实质上透明是指，对相应波长的光的吸收基本上没有的状态，具体而言，对相应波长的光的吸收率为10％以下，优选地，5％以下，更佳为2％以下。或者，实质上透明定义为：相应波长的光的透过率为80％以上，优选地，85％以上，更佳为90％以上。

填充材料541可为有机物或无机物，例如可由包含环氧、丙烯酸系聚合物、聚碳酸酯、硅酮聚合物、光学玻璃、硫属化合物玻璃、螺环化合物及它们的混合物的材料所构成，但并不特别限定材质。

进而，填充材料541也可又含有相对于第一光、第二光、第三光及第四光实质上透明的微粒子。通过含有微粒子，耐热性、耐久性、耐候性、热尺寸稳定性提高，因而较佳。

作为填充材料541中所含的所述微粒子，并无特别限定，可为金属氧化物、金属氮化物、次氮基硒酸酯(日语：ニトリドシリケート)及它们的混合物。作为较佳的金属氧化物的例子，可包括氧化钙、氧化铈、氧化铪、氧化钛、氧化锌、氧化锆及它们的混合物。

来自半导体发光装置500的发射光，被观察到自半导体发光元件100发出的第一光与作为来自波长转换构件511的荧光的第二光的混色，例如在第一光为在450nm附近具有发光中心波长的蓝色，且第二光为在590nm附近具有主波长的黄色荧光材料的情况下，观察到半导体发光装置500的发射光为白色。

第一光与第二光的波长并无特别限制，如上所述，以使来自半导体发光装置500的发光色呈现相应目的的颜色的方式任意选择。但是，由于吸收第一光而获得作为荧光的第二光，因此第二光的波长必须长于第一光。

又，第一光、第二光无需均为可见光，例如也可以是第一光为具有410nm以下的波长的紫外光，第二光为绿色。在该情况下，来自半导体发光装置500的发射光仅被观察到单色光。来自半导体发光装置500的发射光可与目的相应地分别选择，与此相应，分别选择半导体发光元件100的构成及荧光材料531的材料。

来自半导体发光元件100的发射光的一部分被荧光材料531吸收而发出荧光。荧光直接被导出至半导体发光装置500的系统外，但一部分如图1所示进行散射而返回至半导体发光元件100。此时，通过后述的设置于半导体发光元件100的微细结构层，荧光受到散射而被导出至半导体发光装置500的系统外。在与本实施方式不同的、半导体发光元件100上未设置有微细结构层的情况下，产生返回至半导体发光装置500的光的角度不产生变化，一部分成为导光模式，不被导出至半导体发光装置500的系统外的现象，其结果为，导致半导体发光装置500的发光效率下降。

图2是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。在半导体发光装置501中，设置于封装体520内的半导体发光元件100的发光面的一部分被波长转换构件512覆盖。如图2所示，封装体520内填充有密封材料542。波长转换构件512包括相对于来自半导体发光元件100的发射光实质上透明的填充材料541及含有并分散于填充材料541中的荧光材料531而构成。

在图2所示的半导体发光装置501中，也与上述图1的半导体发光装置500同样地，来自半导体发光元件100的发射光(第一光)及来自荧光材料531的荧光(第二光)通过设置于半导体发光元件100的微细结构层而受到散射，从而被高效地导出至半导体发光装置501的系统外。在图2的半导体发光装置501中，相比于图1的半导体发光装置500，波长转换构件512的体积较小，来自半导体发光元件100的发射光及荧光就难以受到来自荧光材料531的散射，因而设置于半导体发光元件100的微细结构层就需要更强的散射性。这样，可根据半导体发光装置的构成、用途等，适当地设计设置于半导体发光元件100的微细结构层。

作为图2所示的半导体发光装置501中所使用的密封材料542，例如可使用与波长转换构件512中所使用的填充材料541相同的透明的构件。

图3是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。如图3所示，半导体发光装置510构成为将半导体发光元件100配置于封装体520的收纳部520a内。

在图3所示的实施方式中，封装体520内填充有波长转换构件511，进而，半导体发光元件100在其最表面具备包含由凹部或凸部所构成的点的微细结构层120作为构成要素。

如图3所示，在微细结构层120与波长转换构件511之间介置有中间材料121，且微细结构层120不与波长转换构件511相接触。即，中间材料121具有厚度地形成于微细结构层120的最表面和波长转换构件511的与微细结构层120的相对面之间。

如图3所示，中间材料121被填充至微细结构层120的由凸部所构成的点之间。或者，在点由凹部所构成的形态中，凹部内填充有中间材料121。因此，成为微细结构层120的表面至波长转换构件511的整个空间被中间材料121填埋的状态。

图3所示的中间材料121在涂布后进行硬化而凝固。中间材料121可仿照微细结构层120的表面的起伏而形成，但也可以如图3所示那样，中间材料121(中间层)的表面121a由平坦面所形成。

或者，也可设为如下形态：将中间材料121仅填充至微细结构层120的由凸部所构成的点之间，或者仅填充至由凹部所形成的点内。在相关构成中，微细结构层120的最表面和波长转换构件511的与微细结构层120的相对面之间的至少一部分相接触。此外，相关构成也被定义为微细结构层120与波长转换构件511之间介置(填充)有中间材料121的构成。

但是，优选为，在微细结构层120与波长转换构件511之间介置有中间材料121，且微细结构层120不与波长转换构件511相接触的形态。

在图3中，波长转换构件511也包括填充材料541及含有并分散于填充材料541中的荧光材料(第二材料)531而构成，该填充材料541是相对于来自半导体发光元件100的发射光(第一光)的发光中心波长实质上透明的第一材料。荧光材料531具有相对于作为自半导体发光元件100发出的发射光的第一光的发光中心波长的荧光特性，其吸收第一光的至少一部分，发出作为波长与第一光不同的第二光的荧光。进而，填充材料541相对于作为所述第二光的荧光也实质上透明，相对于后述第三光及第四光也实质上透明。

填充至所述微细结构层120的点之间的中间材料121相对于来自半导体发光元件100的发射光(第一光)的发光中心波长实质上透明。进而，相对于作为所述第二光的荧光也实质上透明，相对于后述的第三光及第四光也实质上透明。

中间材料121可为有机物或无机物，例如可由包含环氧、丙烯酸系聚合物、聚碳酸酯、硅酮聚合物、光学玻璃、硫属化合物玻璃、螺环化合物及它们的混合物的材料所构成，但并不特别限定材质。

中间材料121可为与填充材料541相同的材质，也可为与填充材料541不同的材质。但是，将中间材料121与填充材料541为相同材质时，可更有效地提高发光特性，因而较佳。例如，中间材料121与填充材料541可选择硅树脂。

进而，中间材料121也可又含有相对于第一光、第二光、第三光及第四光实质上透明的微粒子。通过含有微粒子而使耐热性、耐久性、耐候性、热尺寸稳定性提高，因而较佳。

作为中间材料121中所含的所述微粒子，并无特别限定，但填充至微细结构层120的点之间的中间材料121的有效折射率增加则不佳，优选为实质上与中间材料121同等或同等以下的折射率。此处，实质上同等是指，与中间材料121的折射率之差为0.1以下。如果折射率之差为0.1以下，则中间材料121中所含的所述微粒子为50％以内的体积分率时，含有所述微粒子的中间材料121的有效折射率就与仅有中间材料121时的折射率同等，因此较佳。作为中间材料121中所含的所述微粒子，并无特别限定，可为金属氧化物、金属氮化物、次氮基硒酸酯及它们的混合物。作为较佳的金属氧化物的例子，可包括氧化硅、氧化钙、氧化铈、氧化铪、氧化钛、氧化锌、氧化锆及它们的混合物。又，也可为与上述填充材料541中所含的微粒子相同的材质。

在本实施方式中，在微细结构层120与波长转换构件511之间填充有中间材料121，但并未含有荧光材料(第二材料)531。在微细结构层120由凸部的点所形成的情况下，在点之间未进入有荧光材料(第二材料)531。又，在微细结构层120由凹部的点所形成的情况下，在点内未进入有荧光材料(第二材料)531。因此，成为如下构成：在微细结构层120与波长转换构件511之间，仅介置有中间材料121，或者介置有含有上述微粒子的中间材料121。这样，荧光材料531并未填充至微细结构层120的点之间或点内，因而点之间或点内的有效折射率不会增加，使得利用微细结构层120的对于来自半导体发光元件100的第一光的衍射或散射的效率不会下降。其结果，即使以覆盖半导体发光元件100的至少一部分的方式设置波长转换构件511，也可防止来自半导体发光装置500的光提取效率下降。

如果与本实施方式不同地、在半导体发光元件100的微细结构层120的点之间或点内存在荧光材料531，点之间或点内的有效折射率增加，则利用微细结构层120的对于荧光的衍射或散射效率下降，因而引起向半导体发光装置510的系统外的导出被抑制的现象，其结果为，半导体发光装置510的发光效率下降。

图4是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。在半导体发光装置508中，设置于封装体520内的半导体发光元件100的发光面的一部分被波长转换构件512覆盖。如图4所示，封装体520内填充有密封材料542。波长转换构件512包括填充材料541及含有并分散于填充材料541中的荧光材料531而构成，该填充材料541相对于来自半导体发光元件100的发射光实质上透明。

在图4所示的半导体发光装置508中，也与上述图3的半导体发光装置510同样地，来自半导体发光元件100的发射光(第一光)及来自萤光材料531的荧光(第二光)通过设置于半导体发光元件100的微细结构层120而受到散射，从而被高效地导出至半导体发光装置508的系统外。在图4的半导体发光装置508中，与图3的半导体发光装置510相比，波长转换构件512的体积较小，来自半导体发光元件100的发射光及荧光难以受到来自荧光材料531的散射，因而设置于半导体发光元件100的微细结构层120需要更强的散射性。这样，可根据半导体发光装置的构成、用途等，适当地设计设置于半导体发光元件100的微细结构层120。

在图4中，也在设置于半导体发光元件100的微细结构层120与波长转换构件512之间介置有不含荧光材料531的中间材料121，且微细结构层120不与波长转换构件512相接触。

作为图4所示的半导体发光装置508中所使用的密封材料542，例如可使用与波长转换构件512中所使用的填充材料541相同的透明的构件。

图5是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。在图5的半导体发光装置502中，设置于封装体520内的半导体发光元件100与图1同样地被波长转换构件513覆盖。波长转换构件513由填充材料541、含有并分散于填充材料541中的荧光材料531、及荧光材料532而构成，该填充材料541是相对于作为第一光的来自半导体发光元件100的发射光的发光中心波长实质上透明的第一材料。

荧光材料532具有相对于作为自半导体发光元件100发出的发射光的第一光的发光中心波长的荧光特性，其是吸收第一光的至少一部分，发出作为波长与第一光及第二光不同的第三光的荧光的第三材料。来自半导体发光装置502的发射光，被观察到自半导体发光元件100发出的第一光、作为来自波长转换构件的荧光的第二光、及第三光的混色。例如在第一光为在450nm附近具有发光中心波长的蓝色，第二光为在545nm附近具有主波长的绿色，且第三光为在700nm附近具有主波长的红色的情况下，识别到半导体发光装置502的发射光为白色。

进而，所述填充材料541相对于第二光及第三光也实质上透明。

第一光、第二光及第三光的波长并无特别限制，如上所述，以使来自半导体发光装置502的发光色呈现相应目的的颜色的方式任意选择。但是，由于吸收第一光而获得作为荧光的第二光及第三光，因此第二光及第三光的波长必须长于第一光。

在图5的半导体发光装置502中，第二光及第三光的一部分进行散射而返回至半导体发光元件100。然后，通过设置于半导体发光元件100的微细结构层而受到散射，被导出至半导体发光装置502的系统外。通过此种作用，可提高半导体发光装置502的发光效率。

在图5所示的半导体发光装置502中，也可设为如下构成：与图2所示的半导体发光装置501同样地、由在填充材料541内分散有荧光材料531、532的波长转换构件513覆盖半导体发光元件100的发光面的一部分，进而由图2的密封材料542填充在封装体520内。

图6是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。在图6的半导体发光装置509中，设置于封装体520内的半导体发光元件100与图5同样地被波长转换构件513覆盖。波长转换构件513由填充材料541、含有并分散于填充材料541中的荧光材料(第二材料)531、及荧光材料(第三材料)532构成，该填充材料541是相对于作为第一光的来自半导体发光元件100的发射光的发光中心波长实质上透明的第一材料。

在图6中，在设置于半导体发光元件100的微细结构层120与波长转换构件513之间介置有不含荧光材料531、532的中间材料121，且微细结构层120不与波长转换构件513相接触。

在图6的半导体发光装置509中，第二光及第三光的一部分进行散射而返回至半导体发光元件100。然后，通过设置于半导体发光元件100的微细结构层120而受到散射，被导出至半导体发光装置509的系统外。通过此种作用，可提高半导体发光装置509的发光效率。

在图6所示的半导体发光装置509中，也可设为如下构成：利用在填充材料541内分散有荧光材料531、532的波长转换构件513，以与图4所示的半导体发光装置508相同的方式覆盖半导体发光元件100的发光面的一部分，进而由图4的密封材料542填充于封装体520内。在该情况下，也成为如下结构：在设置于半导体发光元件100的表面上的微细结构层120与波长转换构件513之间介置有不含荧光材料531、532的中间材料121，且微细结构层120不与波长转换构件513直接接触。

图7是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。图7的半导体发光装置503构成为，设置于封装体520内的半导体发光元件100被波长转换构件514覆盖。波长转换构件514由填充材料541、含有并分散于填充材料541中的荧光材料531、荧光材料532、及荧光材料533而构成，该填充材料541是相对于作为第一光的来自半导体发光元件100的发射光的发光中心波长实质上透明的第一材料。

荧光材料533具有相对于作为自半导体发光元件100发出的发射光的第一光的发光中心波长的荧光特性，其吸收第一光的至少一部分，发出作为波长与第一光及第二光、以及第三光不同的第四光的荧光。来自半导体发光装置503的发射光，被观察到自半导体发光元件100发出的第一光、作为来自波长转换构件514的荧光的第二光、第三光、及第四光的混色。例如在第一光为在360nm附近具有发光中心波长的UV光，第二光为在545nm附近具有主波长的绿色，第三光为在700nm附近具有主波长的红色，且第四光为在436nm附近具有主波长的蓝色的情况下，识别到半导体发光装置503的发射光为白色。

进而，所述的填充材料541相对于第二光、第三光及第四光的各光也实质上透明。

第一光、第二光、第三光及第四光的波长并无特别限制，如上所述，以使来自半导体发光装置503的发光色呈现相应目的的颜色的方式任意选择。但是，由于吸收第一光而获得作为荧光的第二光、第三光、第四光，因此第二光、第三光、第四光的波长必须长于第一光。

在图7所示的半导体发光装置503中，第二光、第三光及第四光的一部分进行散射而返回至半导体发光元件100。因此，通过设置于半导体发光元件100的微细结构层而受到散射，被导出至半导体发光装置503的系统外。通过此种作用，可提高半导体发光装置503的发光效率。

图8是表示本实施方式的半导体发光装置的其他例的剖面示意图。图8的半导体发光装置515构成为设置于封装体520内的半导体发光元件100被波长转换构件514覆盖。波长转换构件514由填充材料541、含有并分散于填充材料541中的荧光材料(第二材料)531、荧光材料(第三材料)532、及荧光材料(第四材料)533构成，该填充材料541是相对于作为第一光的来自半导体发光元件100的发射光的发光中心波长实质上透明的第一材料。

在图8中，在设置于半导体发光元件100的微细结构层120与波长转换构件514之间介置有不含荧光材料531、532、533的中间材料121，且微细结构层120不与波长转换构件514相接触。

进而，上述填充材料541及中间材料121相对于第二光、第三光及第四光的各光也实质上透明。

在图8所示的半导体发光装置515中，第二光、第三光及第四光的一部分也进行散射而返回至半导体发光元件100。因此，通过设置于半导体发光元件100的微细结构层120而受到散射，被导出至半导体发光装置515的系统外。通过此种作用，可提高半导体发光装置515的发光效率。

作为荧光材料531、荧光材料532及荧光材料533，只要吸收第一光的至少一部分，发出规定的荧光即可，并无特别限定，例如可列举钇·铝·石榴石、硫代铝酸盐、非取代铝酸盐(日语：非置換アルミン酸塩)、碱土类金属硼酸卤化物、碱土类金属铝酸盐、碱土类硅酸盐、碱土类硫代镓酸盐、碱土类氮化硅、锗酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硒化物、硫化物、氮化物、氮氧化物及它们的混合物。这些材料中可掺杂例如Ce、Eu等镧系元素而使其活化。又，除Ce、Eu以外，也可含有选自Tb、Cu、Ag、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、Ti、Mg中的1种以上。

优选地，各荧光材料531、532、533的平均粒径小于第一光在填充材料(第一材料)541中的光学波长。如果为平均粒径小于第一光在第一材料中的光学波长的所谓纳米粒径的荧光粒子，则可减少荧光粒子所引起的光散射性，提高来自半导体发光装置的光提取效率。进而，由于为纳米粒径的荧光粒子，因此可对自半导体发光元件发出的一次发光(第一光)高效地进行波长转换，因而可进一步提高光提取效率。此处，本发明中的平均粒径是指，荧光粒子的一次粒子的质量平均粒径，可使用穿透式电子显微镜(TEM)，利用JIS Z8827所记载的方法求得。

在图5、图6中，荧光材料531、532中的至少任一方的平均粒径小于第一光在填充材料(第一材料)541中的光学波长即可，但优选地，全部荧光材料531、532的平均粒径小于第一光在填充材料(第一材料)541中的光学波长。

又，在图7、图8中，荧光材料531、532、533中的至少任一方的平均粒径小于第一光在填充材料(第一材料)541中的光学波长即可，但优选地，全部荧光材料531、532、533的平均粒径小于第一光在填充材料(第一材料)541中的光学波长。

优选地，各荧光材料531、532、533为粒子状。但是，并不限定于球状，也可为多边形状、椭圆体等。

接着，对构成本实施方式的半导体发光装置的一部分的半导体发光元件100进行详细说明。

图9是本实施方式的半导体发光装置中的半导体发光元件的剖面示意图。如图9所示，在半导体发光元件100中，在设置于半导体发光元件用基材101的一主面的二维光子晶体102上依序层叠有n型半导体层103、发光层104及p型半导体层105。此外，将依序层叠于半导体发光元件用基材101上的n型半导体层103、发光层104及p型半导体层105称为层叠半导体层110。此处，“主面”是指，构成半导体发光元件用基材101或层的较广的面，例如为将层叠半导体层110进行层叠时的层叠面(形成面)或者相对于层叠面的反面。“主面”包括半导体发光元件用基材与层之间或层间的界面、半导体发光元件用基材101或层的露出正面、露出背面。

光子晶体是指，折射率(介电常数)呈周期性变化的纳米结构体，二维光子晶体是指，二维的周期结构体。

如图9所示，在p型半导体层105上形成有透明导电膜106。又，在n型半导体层103的表面上形成有阴极电极107，在透明导电膜106表面上形成有阳极电极108。此外，在图9中，在设置于半导体发光元件用基材101的一主面的二维光子晶体102上形成有层叠半导体层110，但也可在半导体发光元件用基材101的与设置有二维光子晶体102的面相对的另一主面上形成层叠半导体层110。

图10是表示本实施方式的半导体发光元件的其他例的剖面示意图。如图10所示，在半导体发光元件300中，在半导体发光元件用基材301上依序层叠有p型半导体层302、发光层303及n型半导体层304。并且，在n型半导体层304的一主面(露出表面)上设置有二维光子晶体305。

又，如图10所示，在半导体发光元件用基材301的与p型半导体层302相接触的主面的相反侧的主面上形成有阳极电极306，在n型半导体层304的表面上形成有阴极电极307。

在图10中，采用如下的半导体发光元件的制造方法：在未图示的基材上依序层叠n型半导体层304、发光层303、p型半导体层302后，贴附于半导体发光元件用基材301，然后剥离上述基材。剥离上述基材后，分别形成阳极电极306、阴极电极307，从而可获得本实施方式的半导体发光装置中的半导体发光元件。在基材上设置n型半导体层后，为了在与n型半导体层的界面进行剥离，而转印并形成有二维光子晶体305。

图11是表示本实施方式的半导体发光元件的其他例的剖面示意图。如图11所示，在半导体发光元件200中，在图9所示的透明导电膜106的主面上(露出表面)形成有二维光子晶体201。如后所述，本实施方式的二维光子晶体需要具有至少2个以上的周期。如图11所示，在半导体发光元件200中，作为构成要素，在半导体发光装置的不同的主面上分别设置有二维光子晶体102、201，在具备2个以上的二维光子晶体102、201的情况下，各个二维光子晶体102、201无需具有2个以上的周期，也可将周期不同的2个以上的二维光子晶体102、201作为半导体发光装置的构成要素。自半导体发光元件发出的光及自波长转换构件发出的光通过在半导体发光装置内的透过、反射、衍射及散射而受到构成二维光子晶体的界面的衍射、散射效应。该效应无需为同一界面，在不同的界面或者同一界面均可发挥相同的效果。因此，通过将2个以上的周期设置于不同的界面或者设置于同一界面，均可表现本发明的效果。

图9至图11所示的半导体发光元件100、200、300是在双异质结构的半导体发光元件中应用了本实施方式的例子，但层叠半导体层的层叠结构并不限定于此。又，也可在半导体发光元件用基材与n型半导体层之间设置未图示的缓冲层或非掺杂半导体层。又，也可在半导体发光元件用基材与半导体层的界面设置未图示的反射层。

接着，参照图12，对第1实施方式的半导体发光元件用基材的构成进行详细说明。图12是表示第1实施方式的半导体发光元件用基材1的一例的立体示意图。如图12所示，半导体发光元件用基材1大致具有平板形状，并包括基材11、以及设置于该基材11的一主面上的微细结构层12(二维光子晶体)。微细结构层12包含自基材11的主面向上方突出的多个凸部13(凸部列13－1～13－N)。凸部13分别具有特定的间隔而配置。

微细结构层12可另行形成于基材11的主面上，也可将基材11直接加工而形成。

此外，图12中，示出微细结构层12的微细结构由多个凸部13构成的例子，但并不限定于此，微细结构层12的微细结构也可由多个凹部构成。

图13是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的其他例的立体示意图。如图13所示，半导体发光元件用基材1a大致具有平板形状，并包括基材11a、以及设置于该基材11a的一主面上的微细结构层12a(二维光子晶体)。微细结构层12a包含自微细结构层12a的表面S朝向基材11a的背面下沉的多个凹部14(凹部列14－1～14－N)。凹部14分别具有特定的间隔而配置。

微细结构层12a可另行形成于基材11a的主面上，也可将基材11a直接加工而形成。

以下，将构成半导体发光元件用基材1、1a中的微细结构层12、12a的微细结构的凸部13或凹部14称为“点”。

在本实施方式中，上述点的直径或间距为纳米级。根据该构成，将纳米级的凹凸结构设置于半导体发光元件用基材1、1a的表面上，由此，在半导体发光元件用基材1、1a的表面上形成半导体层时，半导体层的CVD成长模式被扰乱，使得伴随相生长的错位缺陷相碰撞而消灭，从而可产生错位缺陷的减少效果。然后，半导体晶体内的错位缺陷减少，由此可提高半导体发光元件的内量子效率IQE。

在本实施方式的半导体发光元件中，形成有由所述的点间的间距、点径、点高度中的任一个控制的二维光子晶体。在本实施方式中，可利用折射率周期性地变化的光子晶体控制晶体内部的相对于传播光的反射、透过、衍射特性。

形成于本实施方式的半导体发光元件用基材的一主面上的点的直径或间距为纳米级，且为大致与传播光的波长相同程度。因此，本实施方式中决定光子晶体的特性的是将取决于结构的折射率进行平均化所得的有效折射率分布的周期性变化(有效介质近似)。有效折射率分布在半导体发光元件用基材的主面内重复，因而形成二维光子晶体。

进而，在本实施方式的半导体发光元件用基材中，所述的二维光子晶体的周期至少具有分别为1μm以上的2个以上的不同周期。或者，具有第一光的光学波长的6倍以上且第二光的光学波长的6倍以上的至少2个以上的周期。二维光子晶体具有1μm以上的2个以上的不同周期、或者第一光及第二光的光学波长的6倍以上的周期，因而光散射性强于光衍射性。因此，在本实施方式的半导体发光元件中，相对于来自半导体层中的发光及来自波长转换构件的发光，可强烈地表现光散射性，能够利用该光散射性消除波导模式，从而提高光提取效率LEE。

进而，同时利用较强的光散射性，其发光特性中的角度依存性减弱，于是就接近于更容易应用于工业用途的朗伯发光特性。

在本实施方式中，更优选地，二维光子晶体的周期分别为1μm以上，并且具有第一光的光学波长的6倍以上且第二光的光学波长的6倍以上的至少2个以上的周期。由此，可更有效地使光散射性强于光衍射性，从而可进一步提高光提取效率LEE。

此外，图12及图13是将具有本实施方式的二维光子晶体的微细结构层应用于半导体发光元件用基材1、1a的一例，但应用于构成半导体发光元件的任一界面的情况也同样，以下也同样。即，二维光子晶体并不限定为设置于半导体发光元件用基材的一主面上，可设置于半导体发光元件内的一处以上，也可设置于半导体发光元件的最表面。

对根据点间的间距、点径、点高度进行控制的二维光子晶体，通过附图进行更详细的说明。

图14是本实施方式的半导体发光元件用基材1的俯视示意图，表示形成于半导体发光元件用基材1的表面(一主面)上的二维光子晶体。

如图14所示，点(凸部13或凹部14)在半导体发光元件用基材1的主面内的第1方向D1上，构成按不定间隔的间距Py排列有多个点的多个点列(凸部列13－1～13－N或凹部列14－1～14－N；参照图12、图13)。又，各点列在半导体发光元件用基材1的主面内，在与第1方向D1正交的第2方向D2上，按不定间隔的间距Px来配置。

进而，在第1方向D1上，点间的不定间隔的间距Py周期性地增减。又，与第1方向D1正交的第2方向D2上的不定间隔的间距Px周期性地增减。也可构成为不定间隔的间距Py、Px在第1方向D1及第2方向D2的两个方向上周期性地增减，也可构成为不定间隔的间距Py、Px在第1方向D1及第2方向D2中的任一方向上周期性地增减。通过像这样增减各点的间隔，可形成受点间的间距控制的二维光子晶体。这是因为，各个点的大小、间距为与发光波长相同程度以下，因而在光学上，各个点的存在可通过有效介质近似而被有效折射率来代替。在图14中，在第1方向D1上，点间的不定间隔的间距Py周期性地增减，因而通过所述有效介质近似，光感觉到不定间隔的间距Py的周期性增减的周期，表现出犹如与存在更大凹凸结构的情况等效的行为。

进而，使用图15，对点间的不定间隔的间距Px进行周期性增减的第2方向D2上的点列的配置例进行详细说明。图15是表示第2方向D2上的点列的配置例的示意图。如图15所示，第2方向D2上的点列的每8列按特定的间隔(间距Px)来配置，并且，8列的点列被重复配置。将由该多个(z)点列所构成的单位称为长周期单位Lxz(其中，z指正整数，x指x方向)。

在本实施方式中，该长周期单位Lxz需要为1μm以上，或者自半导体发光元件发出的光学波长的6倍以上。此外，对按互不相同的间距Py来不定间隔地配置的第1方向D1上的点，也可使用长周期单位Lyz，与以下的说明同样地进行配置。

间距Px是相邻的点列间的距离。此处，对于长周期单位Lxz中的至少相邻的4个以上、m个以下的点列间的间距Pxn(3≦n≦2a或3≦n≦2a+1；其中，m、a为正整数，n＝m－1)，下式(1)的关系成立。

Px1＜Px2＜Px3＜…＜Pxa＞…＞Pxn (1)

此外，各点的直径小于间距Pxn。间距Px1至Pxn为止的长度构成长周期单位Lxz。

图15表示长周期单位Lxz由8列的点列所构成的情况，即，m＝8的情况。在该情况下，n＝7、a＝3，因而对于长周期单位L1中的点列间的间距Pxn，下式(2)的关系成立。

Px1＜Px2＜Px3＞Px4＞Px5＞Px6＞Px7 (2)

又，长周期单位Lxz中的间距Px以使由间距Px的最大值(Px(max))与最小值(Px(min))之差所表示的最大相位偏移δ满足(Px(min))×0.01＜δ＜(Px(min))×0.66、优选地，满足(Px(min))×0.02＜δ＜(Px(min))×0.5、更优选地满足(Px(min))×0.1＜δ＜(Px(min))×0.4的方式进行设定。

例如，图15所示的长周期单位L1中的各点列间的间距Pxn如下表示。

Px1＝Px(min)

Px2＝Px(min)+δa

Px3＝Px(min)+δb＝Px(max)

Px4＝Px(min)+δc

Px5＝Px(min)+δd

Px6＝Px(min)+δe

Px7＝Px(min)+δf

其中，δa至δf的值满足Px(min)×0.01＜(δa～δf)＜Px(min)×0.5。关于相邻的长周期单位L2，也同样。

又，长周期单位Lxz或长周期单位Lyz中的z的最大值被设定为满足4≦z≦1000、优选地，满足4≦z≦100、更优选地满足4≦z≦20。

此外，第1方向D1及第2方向D2上的长周期单位Lxz及Lyz无需彼此相同。

优选地，在本实施方式的半导体发光元件用基材1中的第1方向D1上排列有至少1个以上的具有上述长周期单位Lyz的点群，在第2方向D2上排列有至少1个以上的具有上述长周期单位Lxz的点列群。

按间距Py的不定间隔地配置的配置通过以下方式进行定义：在按上述说明的互不相同的间距Px来不定间隔地配置的第2方向D2上的点列的配置例中，将点列替换成点。

在本实施方式的半导体发光元件用基材1中，构成微细结构层12(12a)的微细结构的点也可在第1方向D1、第2方向D2上均按如上述说明的不定间隔的间距Px、Py进行配置(参照图14)，也可在第1方向D1、第2方向D2中的仅任一方向上按如上述说明的不定间隔的间距进行配置，且在另一方向上按固定间隔的间距进行配置(参照图16)。图16是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的另一例的俯视示意图。此外，在图16中，按不定间隔的间距配置第1方向D1上的点，并按固定间隔的间距配置第2方向D2上的点列。

图14、图16中已图示的二维光子晶体是由非周期的点(点列)所形成的二维光子晶体，但本实施方式的半导体发光元件用基材1中，构成二维光子晶体的点的图案也可为周期性的。各个点的周期性如所述那样通过有效介质近似而被消除，因此为了表现本实施方式的半导体发光元件用基材的效果，需要长周期单位Lxz，各个点的周期/非周期并不重要。

作为周期性点图案的例子，列举图17、图18、图19、图20为例。在这些配置例中，成为相邻的各点列之间(图19、图20)对齐的配置、点列彼此每隔一个点列(图17、图18)而对齐的配置，点图案被周期性地排列。此外，图17～图20分别是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的另一例的俯视示意图。

进而，在本实施方式的半导体发光元件中，优选地，点图案形成的二维光子晶体至少在构成半导体发光元件的任一主面的一轴方向上具有第一光、及与第一光的周期不同的第二光的光学波长的6倍以上的周期，具体而言为如图16、图18、图20所示那样的二维光子晶体。

或者，优选地，二维光子晶体的周期至少在独立的二轴方向上具有周期性，具体而言为如图14、图17、图19所示那样的二维光子晶体。

图14、图17、图19是独立的二轴方向彼此正交的例子，但不一定需要正交，能够以任意角度进行配置。进而，也可设为独立的3轴方向的图案，在该情况下，根据点的粗密所形成的二维光子晶体可设为三角晶格排列。

又，在按固定间隔配置第1方向D1上的点间距离或者第2方向D2上的点列间距离中的任一方的情况下，优选地，不定间隔的间距相对于固定间隔的间距之比在特定范围内。

此处，对按固定间隔的间距Pyc配置第1方向D1上的点且按不定间隔的间距Px配置第2方向D2上的点列的例进行说明。在该情况下，不定间隔的间距Px相对于固定间隔的间距Pyc的比优选为在85％～100％的范围内。如果不定间隔的间距Px相对于固定间隔的间距Pyc之比为85％以上，则相邻的点间的重叠减小，因而较佳。又，如果不定间隔的间距Px相对于固定间隔的间距Pyc之比为100％以下，则构成点的凸部13的填充率提高，因而较佳。此外，不定间隔的间距Px相对于固定间隔的间距Pyc之比更优选为在90％～95％的范围内。

又，对于1个长周期单位Lxz或Lyz，在发光层内产生的光的折射率的长周期的变动远超纳米级，会容易产生光散射，因而较佳。另一方面，为了获得充分的光提取效率LEE，优选地，长周期单位Lxz或Lyz由1001个以下的点所构成(所属的间距Px或Py为1000以下)。

在本实施方式的半导体发光元件用基材1(1a)中，形成有满足如上那样的微细结构层12(12a)的微细结构的关系的二维光子晶体。由此，光散射效果变得充分，且点(凸部13或凹部14)的间隔减小，因而产生错位缺陷的减少效果。其结果，能够利用纳米级的凹凸减少半导体层中的错位缺陷，同时扰乱纳米级的周期性，从而能够对于来自半导体层中的发光强烈表现光散射性。

进而，尽管为二维光子晶体，但其光衍射性被抑制，更接近适用于工业用途的朗伯发光。

接着，对本实施方式的半导体发光元件用基材1(1a)的微细结构层12(12a)的构成二维光子晶体的点形状(凹凸结构)进行说明。凸部13及凹部14的形状只要在可获得本发明的效果的范围内即可，并无特别限定，可根据用途适时进行变更。作为凸部13及凹部14的形状，例如可使用柱形状、孔形状、圆锥形状、角锥形状及椭圆锤形状等。

上述情况是本实施方式中的二维光子晶体由点的间隔所构成的情况，但也可由点径的大小所构成。具体而言，在构成本实施方式的半导体发光元件用基材1(1a)的微细结构层12(12a)的微细结构的点形状(凹凸结构)中，优选地，点的各自的直径对应于间距Py及/或间距Px而进行增减。

以下，对与间距相对应地进行增减的点的直径的例子进行详细说明。在本实施方式的半导体发光元件用基材中，优选地，在间距Py为不定间隔的情况下，构成至少相邻的4个以上m个以下的间距的点径Dyn(3≦n≦2a或3≦n≦2a+1；其中，m、a为正整数，n＝m－1)满足下述式(3)的关系，且在第1方向D1上，由点径Dy1～Dyn所构成的点群以长周期单位Lyz重复排列，并且，在间距Px为不定间隔的情况下，构成至少相邻的4个以上m个以下的间距的点径Dxn(3≦n≦2a或3≦n≦2a+1；其中，m、a为正整数，n＝m－1)满足下述式(4)的关系，且在第2方向D2上，由点径Dx1～Dxn所构成的点群以长周期单位Lxz重复排列。在本实施方式中，该长周期单位Lxz或Lyz需要为1μm以上，或者为自半导体发光元件发出的第一光及第二光的光学波长的6倍以上。此外，以下的说明对Lxz进行叙述，但关于Lyz，也同样。

Dy1＜Dy2＜Dy3＜…＜Dya＞…＞Dyn (3)

Dx1＜Dx2＜Dx3＜…＜Dxa＞…＞Dxn (4)

图21表示长周期单位Lxz由8列的点列所构成的情形，即，m＝8的情形。图21是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的第2方向D2上的点的配置例的示意图。在该情况下，n＝7、a＝3，因而对于长周期单位L1中的构成点列的各点径Dxn，上述式(4)的关系成立。

在图21中，如果相邻的点间隔变宽，则点径减小，如果点间隔变窄，则点径增大。如果进行增减的点径的增减范围太大，则会与相邻的点相接触，因而不佳，如果太小，则光提取效率LEE下降，因而不佳。如果相同的长周期单位Lxz内的点的平均直径为±20％以内，则光提取效率LEE增加，因而较佳。

通过上述构成，点的体积在长周期单位Lxz内进行增减，从而构成二维光子晶体。这是因为：有效介质近似可由介电常数分布的体积分率来简单表现，从而介电常数成为折射率的平方。即，介质的体积以长周期单位Lxz变化，由此，有效折射率以长周期单位Lxz变化。

在本实施方式中，形成了具有1μm以上或者第一光及第二光的光学波长的6倍以上的周期的二维光子晶体，因而相对于发射光的光散射性增大，从而半导体发光元件中的光提取效率LEE增加。

接着，对本实施方式的半导体发光元件中由点高度控制二维光子晶体的例子进行说明。

在本实施方式的半导体发光元件用基材1(1a)中，与所述的二维图案同步地构成微细结构层12(12a)的微细结构的点形状(凹凸结构)的各点的各自的高度优选为，相对于间距Py及/或间距Px进行增减。

在本实施方式的半导体发光元件用基材1(1a)中，优选地，在间距Py为不定间隔的情况下，构成至少相邻的4个以上m个以下的间距的点高度Hyn(3≦n≦2a或3≦n≦2a+1；其中，m、a为正整数，n＝m－1)满足下述式(5)的关系，且在第1方向D1上，由点高度Hy1～Hyn所构成的点群以长周期单位Lyz重复排列，在间距Px为不定间隔的情况下，构成至少相邻的4个以上m个以下的间距的点高度Hxn(3≦n≦2a或3≦n≦2a+1；其中，m、a为正整数，n＝m－1)满足下述式(6)的关系，并且，在第2方向上，以点高度Hx1～Hxn所构成的点群以长周期单位Lxz重复排列。在本实施方式中，该长周期单位Lxz或Lyz需要为1μm以上，或者为自半导体发光元件发出的第一光及第二光的光学波长的6倍以上。此外，以下的说明对Lxz进行叙述，但关于Lyz，也同样。

Hy1＜Hy2＜Hy3＜…＜Hya＞…＞Hyn (5)

Hx1＜Hx2＜Hx3＜…＜Hxa＞…＞Hxn (6)

图22表示长周期单位Lxz由8列的点列所构成的情形，即，m＝8的情形。图22是表示本实施方式的半导体发光元件用基材的第2方向D2上的点的配置例的示意图。在该情况下，n＝7、a＝3，因而对于长周期单位L1中的构成点列的各点的高度Hxn，上述式(6)的关系成立。

在图22中，如果相邻的点间隔变宽，则点高度减小，如果点间隔变窄，则点高度增大。如果进行增减的点高度的增减范围太大，则该部分中的光提取效率LEE的不均增大，因而不佳，如果太小，则点高度的增减所引起的光提取效率LEE的提高效果下降，因而不佳。如果相同的长周期单位Lxz内的点的平均高度为±20％以内，则光提取效率LEE不会不均地增加，因而较佳。

通过上述构成，点的体积以长周期单位Lxz增减，从而构成二维光子晶体。这是以为内：有效介质近似可由介电常数分布的体积分率来简单表现，从而介电常数成为折射率的平方。即，介质的体积以长周期单位Lxz变化，由此，有效折射率以长周期单位Lxz变化。

在本实施方式中，形成有具有1μm以上或者第一光及第二光的光学波长的6倍以上的周期的二维光子晶体，因而相对于发射光的光散射性增大，从而半导体发光元件中的光提取效率LEE增加。

以上是在同一主面内具有1个周期的二维光子晶体的情况，如图11所例示地，在构成半导体发光元件的任一主面上设置至少2个以上的周期不同的二维光子晶体102、201，由此也可制成本实施方式的半导体发光装置。

接着对在同一主面内具有2个以上的周期的二维光子晶体的情况进行叙述。图23是与图17同样地、由点间隔具有长周期的点所构成的二维光子晶体的俯视示意图。在图23所示的二维光子晶体中，分别由正交的D1方向的间距Py及D2方向的间距Px所构成的长周期不同。在该构成中，例如可设定D1方向的周期为1μm以上或者第一光的光学波长的6倍以上，且D2方向的周期为1μm以上或者第二光的光学波长的6倍以上，从而成为在同一主面内具有不同的2个以上的周期的二维光子晶体。

根据该构成，例如可将D1方向设为适合于第一光的衍射、散射的长周期，且可将D2方向设为适合于第二光的衍射、散射的长周期。

图24是在同一主面内具有2个以上的周期的二维光子晶体的另一俯视示意图。在图24所示的二维光子晶体中，2种长周期与D1方向的间距Py的长周期重叠。因此，可形成周期为1μm以上或者具有第一光及第二光的光学波长的6倍以上的周期的二维光子晶体，从而可分别增强相对于第一光及第二光的光散射性，使得半导体发光元件中的光提取效率LEE增加。在图24中，虽然D1方向的间距Py与D2方向的间距Px相同，但本实施方式的半导体发光元件中，不一定需要相同，可适当进行改变。

例如，可以如图23所例示的二维光子晶体那样地，改变D1方向及D2方向的长周期，可列举1)仅在D1方向形成2个以上的长周期，并在D2方向设为1个长周期，或者2)在D1方向及D2方向形成2个以上的长周期，并将各个长周期中的仅1个长周期设为相同等。

进而，如图11所例示地，在构成半导体发光元件的任一主面上设置至少2个以上的周期不同的二维光子晶体102、201的情况下，也可形成2个以上的各个长周期。或者，通过适当选择在D1方向、D2方向改变长周期而形成、在D1方向形成2个以上的长周期的处理等，可制成本实施方式的半导体发光装置。

又，在上述本实施方式的半导体发光装置中，间距Px及间距Py优选地，分别为100nm以上且1000nm以下。如果间距Px、Py在该范围内，则通过将纳米级的凹凸设置于构成本实施方式的半导体发光装置的半导体发光元件用基材的表面上，可减少半导体发光元件用基材的表面上设置有半导体层的情况下的半导体层中的错位缺陷数。通过使间距Px、Py为100nm以上，半导体发光元件的光提取效率LEE提高，显现有助于提高发光效率的错位缺陷的减少效果。又，通过使间距Px、Py为1000nm以下，能够维持错位缺陷数的减少效果。

接着，对利用本实施方式的半导体发光装置而提高光提取效率LEE的原理进行说明。

在本实施方式中，在具有半导体发光元件及波长转换构件而构成的半导体发光装置中，半导体发光元件具备微细结构层作为构成要素，微细结构层构成二维光子晶体。并且，二维光子晶体具有1μm以上、或者第一光的光学波长的6倍以上及第二光的光学波长的6倍以上的至少2个以上的周期。此处，第一光自半导体发光元件发出，第二光是利用波长转换构件吸收第一光的至少一部分而发出的、波长与第一光不同的光。此外，如图5～图8的实施方式所示，存在第三光、第四光……的情况下，二维光子晶体具有1μm以上的最适合于各光的散射性的周期，或者各光的光学波长的6倍以上的2个以上的周期。

如上所述，通过在形成半导体发光元件的任一界面上设置由纳米级的凹凸(点)的微细结构层所构成的二维光子晶体，可获得由利用光散射消除波导模式所引起的光提取效率LEE的改善效果。

将由多个点所构成的长周期单位Lxz重复并排，由此每个长周期单位Lxz的折射率产生变化，使得构成长周期单位Lxz的多个点成为1个单位而产生与重复的情况相同的效果。换言之，在与波长相同程度的多个点的情况下，可利用平均折射率分布说明光的行为(有效介质近似)，因而如果计算空间的平均折射率分布，则犹如长周期单位Lxz的多个点作为1个单位而重复那样地作用于光。像这样以长周期单位Lxz并排的多个点发挥光散射效果。

以此方式调整并控制二维光子晶体的周期，由此可增大相对于发射光的光散射性，使得半导体发光元件中的光提取效率LEE增加。其结果为，可提高半导体发光装置的发光效率。进而，可提供一种降低发光分布的角度依存性，容易作为工业用途而应用的半导体发光装置。

在本实施方式中可知，通过制成具有1μm以上或者各光的光学波长的6倍以上的二维光子晶体的半导体发光装置，可如后述实验结果所示，与不具有1μm以上及光学波长的6倍以上的周期的现有结构相比，可获得作为半导体发光装置的高发光效率。进而可知，在发光特性上，几乎不具有角度依存性，从而可知能制成工业实用上较佳的半导体发光装置。

又，优选地，二维光子晶体的周期为200倍以下。如果二维光子晶体的周期为超过200倍的周期，则与构成半导体发光装置的半导体发光元件的外形相比，不是充分小的二维光子晶体，因而半导体发光元件间的性能差增大，因而不佳。这是以为内：形成于半导体发光元件上的二维光子晶体的密度变得在半导体发光元件间容易产生变动。

此外，在本实施方式的半导体发光装置中，点的各个直径与间距相对应地进行增减。空间的平均折射率分布依赖构成单位的体积分率而产生变化，因而长周期单位Lxz的多个点中，当各点的体积产生变化时，平均折射率分布的变化仅增大该程度，即使是相同长周期单位Lxz，光散射效果也会更高。该效果在点间的间距较窄的情况下，通过增大点的直径而变得更显著，在点间的间距较宽的情况下，通过减小点的直径而变得更显著。

进而，在本实施方式的半导体发光装置中，点的高度也可与点间的间距相对应地进行增减。在该情况下，也与上述理由同样，在点间的间距较窄的情况下，增大点高度，在点间的间距较宽的情况下，减小点高度，从而长周期单位Lxz内的平均折射率分布增大，增加光散射效果。

进而，在将由多个点所构成的长周期单位Lxz重复并排的排列中，如果将上述点的各个直径及点的高度的两者与间距相对应地进行增减，则利用有效介质近似，所记述的折射率分布之差进一步增大，因而较佳。该情况下，在点间的间距较窄的情况下，增大点的直径及点的高度，在点间的间距较宽的情况下，减小点的直径及点的高度，则空间的平均折射率分布中，构成单位的体积分率之差增大，使得光散射效果更高，因而较佳。

在本实施方式的半导体发光装置中，所应用的半导体发光元件用基材的材质只要可用作为半导体发光元件用基材即可，无特别限制。例如可使用蓝宝石、SiC、SiN、GaN、硅、氧化锌、氧化镁、氧化锰、氧化锆、氧化锰锌铁、氧化镁铝、硼化锆、氧化镓、氧化铟、氧化锂镓、氧化锂铝、氧化钕镓、氧化镧锶铝钽、氧化锶钛、氧化钛、铪、钨、钼、GaP、GaAs等半导体发光元件用基材。其中，就与半导体层的晶格匹配的观点而言，优选地，应用蓝宝石、GaN、GaP、GaAs、SiC半导体发光元件用基材等。进而，可单体使用，也可设为在使用了它们的半导体发光元件用基材本体上设置了其他的导体发光元件用基材的异质结构的半导体发光元件用基材。

在本实施方式的半导体发光元件中，n型半导体层的材质只要是可用作适合于半导体发光元件的n型半导体层的即可，并无特别限制。例如可应用硅、锗等元素半导体及III－V族、II－VI族、VI－VI族等化合物半导体中适当掺杂各种元素而成的材质。

又，在本实施方式的半导体发光元件中，p型半导体层的材质只要是可用作适合于半导体发光元件的p型半导体层的即可，并无特别限制。例如可应用硅、锗等元素半导体及III－V族、II－VI族、VI－VI族等化合物半导体中适当掺杂各种元素而成的材质。

在本实施方式的半导体发光元件中，透明导电膜的材质只要是可用作适合于半导体发光元件的透明导电膜的即可，并无特别限制。例如可应用Ni/Au电极等金属薄膜或ITO、ZnO、In₂O₃、SnO₂、IZO、IGZO等导电性氧化物膜等。尤其是，就透明性、导电性的观点而言，优选为ITO。

接着，对本实施方式的半导体发光装置的半导体发光元件进行说明。本实施方式的半导体发光元件中，将上述本实施方式的半导体发光元件用基材包含于构成。通过将本实施方式的半导体发光元件用基材包含于构成内，可谋求内量子效率IQE的提高、电子注入效率EIE的提高、光提取效率LEE的提高。

本实施方式的半导体发光元件例如在半导体发光元件用基材主面上具有将至少2层以上的半导体层与发光层进行层叠而构成的层叠半导体层。并且，层叠半导体层具备二维光子晶体，该二维光子晶体包含自位于最表面的半导体层的主面向面外方向(例如与主面大致正交的方向)延伸的由多个凸部或凹部所构成的点，该二维光子晶体相当于上述实施方式的半导体发光元件用基材的二维光子晶体结构。关于层叠半导体层，与使用图9、图10、图11的说明相同。

在本实施方式的半导体发光元件中，作为半导体层，只要是可用作适合于半导体发光元件的半导体层的即可，并无特别限制。例如可应用硅、锗等元素半导体及III－V族、II－VI族、VI－VI族等化合物半导体等中适当掺杂各种元素而成的材质。又，可在n型半导体层、p型半导体层上适当设置未图示的n型包覆层、p型包覆层。

作为发光层，只要是作为半导体发光元件具有发光特性的即可，并无特别限定。例如，作为发光层，可应用AsP、GaP、AlGaAs、InGaN、GaN、AlGaN、ZnSe、AlHaInP、ZnO等半导体层。又，也可在发光层中，适当按照特性而掺杂各种元素。

这些层叠半导体层(n型半导体层、发光层及p型半导体层)可通过公知的技术成膜于半导体发光元件用基材的表面上。例如，作为成膜方法，可应用有机金属化学气相沉积法(MOCVD)、氢化物气相生长法(HVPE)、分子束外延生长法(MBE)等。

接着，对本实施方式的半导体发光元件的制造方法进行说明。本实施方式的半导体发光元件的制造方法的特征在于，至少包括：在上述本实施方式的半导体发光元件用基材上设置半导体层的工序。

如上所述，在主面上具有二维光子晶体的半导体发光元件用基材的具有二维光子晶体的主面侧形成n型半导体层、发光层、p型半导体层。在本实施方式的半导体发光元件的制造方法中，包括在半导体发光元件用基材上设置半导体层的工序即可，所获得的半导体发光元件中无需包含半导体发光元件用基材。具体而言，可列举在半导体发光元件用基材上设置半导体层后，去除半导体发光元件用基材的方法。

用图25对上述工序进行说明。图25是表示本实施方式的半导体发光元件的制造方法的各工序的剖面示意图。

图25A所示的层叠半导体层123在半导体发光元件用基材1上依序层叠有n型半导体层30、发光层40、p型半导体层50。进而，在p型半导体层50上还依序层叠有p电极层60及支持体70。

作为支持体70，可使用由Si、Ge、GaAs、Fe、Ni、Co、Mo、Au、Cu或Cu－W等构成的导电性基板。又，在图25A中，层叠半导体层123成为在垂直于元件面的方向上采用导通的构成，但也可为平行电极型。在该情况下，支持体70也可为绝缘性基板。在支持体70与p电极层60的接合时，也可使用作为低熔点金属的Au－Sn、Au－Si、Ag－Sn－Cu、Sn－Bi等金属共晶，或虽然不是低熔点金属，但也可使用Au层、Sn层、Cu层等。此外，也可在p电极层60上利用直接电镀、溅镀、蒸镀等形成金属层而作为支持体70。进而，也可在支持体70的不与p电极层60面对的面上设置未图示的背面电极。

如图25B所示，通过自层叠半导体层123剥离(lift-off)半导体发光元件用基材1，可获得在n型半导体层30的剥离面上具有二维光子晶体20翻转的二维光子晶体80的半导体发光元件600。在该情况下，适当设计成为翻转源的二维光子晶体20的结构，以使所翻转的二维光子晶体80成为适合于所获得的半导体发光元件600的结构。

对于半导体发光元件用基材1的剥离，例如采用激光剥离、化学剥离等。在激光剥离的情况下，所照射的激光使用透过半导体发光元件用基材1但不透过n型半导体层30的波长。又，在化学剥离的情况下，可列举在二维光子晶体20上层叠较薄的蚀刻层，并利用化学蚀刻来剥离半导体发光元件用基材1的方法。

接着，如图25C所示，在半导体发光元件600的包含二维光子晶体80的n型半导体层30的表面上设置n电极层90。

在本实施方式的半导体发光元件用基材上依序层叠半导体层的工序、或者自如上所述获得的层叠半导体层剥离半导体发光元件用基材的工序后，进而执行器件制程而适当形成电极等，制成半导体发光元件。

接着，对本实施方式的半导体发光装置中，将微细结构层应用于半导体发光元件用基材的情况下的制造方法进行说明。但是，以下所示的制造方法是一例，半导体发光元件用基材的制造方法并不限定于此。

图26是表示本实施方式的半导体发光元件用基材1(1a)的制造方法的一例的概略说明图。

如图26所示，在曝光装置400中，利用未图示的辊把持部把持着覆盖有抗蚀层的辊状构件401，并包括旋转控制部402、加工头部403、移动机构部404及曝光控制部405。旋转控制部402以辊状构件401的中心为轴，使辊状构件401进行旋转。加工头部403照射激光而对辊状构件401的抗蚀层进行曝光。移动机构部404使加工头部403沿着辊状构件401的长轴方向以控制速度进行移动。曝光控制部405根据与由旋转控制部402控制的辊状构件401的旋转同步的基准信号，对基于加工头部403的激光曝光的脉冲信号进行控制。

在使辊状构件401进行旋转的状态下，自加工头部403照射脉冲激光，由此来进行基于曝光装置400的辊状构件401的加工。加工头部403一边照射脉冲激光，一边通过移动机构部404来沿着辊状构件401的长轴方向进行移动。根据辊状构件401的转数及脉冲激光的频率，在旋转方向上的辊状构件401的外周面的抗蚀层上以任意的间距记录图案406。其成为卷对卷纳米压印模具中的第1方向D1的间距Py。

进而，沿着辊状构件401的长轴方向进行扫描，因而当辊状构件401自任意位置绕1周时，会使加工头部403偏离长轴方向。其成为卷对卷纳米压印模具中的第2方向D2的间距Px。与辊状构件401的周长相比，图案406的间距Py、Px非常小，为纳米级，因此能够一边维持第1方向D1的间距Py，一边形成自长轴方向观察时第1方向D1的位移量偏移了的列状图案。进而，如上所述，图案406的间距Py、Px与辊状构件401的周长相比非常小，因此第1方向D1与第2方向D2实质上正交。

辊状构件401是形成为圆筒状的构件中具备旋转轴的构件，作为材质，可应用金属、碳芯、玻璃、石英等。辊状构件401需要可进行高旋转的加工精度，因此，材质优选为金属、碳芯等。进而，也可由不同的材料仅覆盖被激光曝光的圆筒表面部。尤其是，使用热反应型抗蚀剂时，为了提高隔热效果，优选地，应用热导率低于金属的材料，可列举玻璃、石英、氧化物、氮化物等。也可将被圆筒表面覆盖的层用作蚀刻层，该蚀刻层将后述的抗蚀层作为掩模进行蚀刻。

覆盖辊状构件401的抗蚀剂只要是通过激光进行曝光的即可，并无特别限定，可应用光硬化型抗蚀剂、光增幅型抗蚀剂、热反应型抗蚀剂等。尤其是，热反应型抗蚀剂可利用与激光的波长相比更小的波长进行图案形成，因此较佳。

优选地，热反应型抗蚀剂为有机抗蚀剂或无机抗蚀剂。通过这些抗蚀剂所形成的抗蚀层可为单层结构，也可为将多个抗蚀层进行组合而成的多层结构。此外，选择何种抗蚀剂可通过工序或要求加工精度等而适当变更。例如，有机抗蚀剂在形成覆盖辊状构件401的抗蚀层时，可利用辊式涂布机等进行涂布，因此工序变得简单。但是，由于涂布在套筒上，因此抗蚀剂的粘性受到限制，涂布厚度精度、控制或者在多层进行涂布是困难的。

作为有机抗蚀剂，可列举如(株)信息机构发刊“最新抗蚀剂材料手册”、(株)工业调查会“光聚合物手册”所示，酚醛清漆树脂或酚醛清漆树脂与重氮萘醌的混合物、甲基丙烯酸酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、苯酚系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂、硅树脂、聚酯系树脂、环氧系树脂、三聚氰胺系树脂、乙烯基系树脂等。

另一方面，优选地，对于无机抗蚀剂，利用电阻加热蒸镀法或电子束溅镀法、CVD法等气相法等设置覆盖辊状构件401的抗蚀层。这些方法基本上成为真空制程，因而为了形成于套筒上，会耗费工时，但可精度良好地控制膜厚，又，容易层叠为多层。

无机抗蚀剂材料可根据进行反应的温度而进行各种选择。例如，作为无机抗蚀剂材料，可列举Al、Si、P、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、In、Sn、Sb、Te、Pb、Bi、Ag、Au及它们的合金。又，无机抗蚀剂材料也可应用Mg、Al、Si、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Te、Ba、Hf、Ta、W、Pt、Au、Pb、Bi、La、Ce、Sm、Gd、Tb、Dy的氧化物、氮化物、氮氧化物、碳化物、硫化物、硫氧化物、氟化物、氯化物或它们的混合物。

在使用热反应型抗蚀剂材料作为覆盖辊状构件401的抗蚀剂的情况下，也可在形成下述图案的曝光前，实施在较图案形成时更低温度下处理抗蚀剂的预备加热。通过施加预备加热，可提高图案形成时的图案分辨率。通过预备加热提高图案分辨率的机制的详细情况虽然不明确，但推测出在利用热反应型抗蚀剂材料的热能的、形成抗蚀层的材料的变化基于多个反应的情况下，通过预备加热，预先使除图案形成时的反应以外的反应结束，由此图案形成反应变得简单，图案分辨率提高。

作为对覆盖辊状构件401的抗蚀剂进行预备加热的方法，并无特别限制，可列举将整个辊状构件401进行加热的方法，或者以较对辊状构件401利用激光进行图案化更低的输出扫描整个辊表面，并对抗蚀剂照射热能的方法等。

作为覆盖辊状构件401的抗蚀剂，如果使用热反应型抗蚀剂，则以根据与后述的旋转同步的基准信号进行了相位调制的脉冲信号进行曝光的情况下，形成图案的点的各个直径与间距Py及/或间距Px相对应地进行增减，因而较佳。在使用热反应型抗蚀剂的情况下，点的直径与间距相对应地进行增减的明确机制虽然不明确，但推测如下。

在热反应型抗蚀剂的情况下，由于对照射部照射的激光的热能，形成抗蚀层的材料中产生变化，使得蚀刻特性改变，由此形成图案。此时，所照射的热并不全部使用于抗蚀层的变化，一部分被蓄热而传热至相邻的区域内。因此，相邻区域内的热能添加至照射能量，使得来自相邻区域的传递热能加重。在纳米级的图案形成时，无法忽视该传递热能的作用，传热的作用会与形成图案的点间距离成反比，因而其结果为，所获得的图案直径受到相邻的点间距离的影响。

此处，当点间距离由于相位调制而改变时，上述传递热能的作用会在每个点中有所不同，如果点间距离较宽，则传递热能的作用减小，使得点径减小，如果点间距离较窄，则传递热能的作用增大，因而点径增大。

又，如果使用热反应型抗蚀剂作为覆盖辊状构件401的抗蚀剂，并设置后述的蚀刻层而控制图案的加工深度，则与上述同样地，以根据与旋转同步的基准信号进行了相位调制的脉冲信号进行曝光的情况下，形成图案的点的各个高度与间距Py及/或间距Px相对应地进行增减，因而较佳。在并用热反应型抗蚀剂与蚀刻层的情况下，点的直径与间距Px相对应地进行增减的机制虽然不明确，但能根据如上所述的点径与点间距离相对应地进行增减的叙述进行说明。

即，纳米级的图案化有如下倾向：蚀刻深度与点径相对应地进行增减，如果点径变宽，则蚀刻深度变深，如果点径变窄，则蚀刻深度变浅。尤其是，蚀刻方法在干式蚀刻中较为显著。其原因被认为在于：蚀刻剂的更换、或者蚀刻产物的脱离没有迅速进行。

如上所述，当使用热反应型抗蚀剂时，如果点间距离较宽，则点径减小，如果点间距离较窄，则点径增大。存在蚀刻深度与点径相对应地进行增减的倾向，因而其结果为，如果点间距离较宽，则点深度变浅，如果点间距离较窄，则点深度变深。

当平均间距减小时，以上点间距离与点径、点深度的增减的影响会较为显著。推测其原因在于：上述传递热能的影响增大。

在本实施方式中，可利用覆盖辊状构件401的抗蚀层直接作为卷对卷纳米压印模具应用，又，也可将抗蚀层作为掩模，对辊状构件401的表面进行蚀刻，由此形成图案。

通过在辊状构件401中设置蚀刻层，可自由地控制图案的加工深度，且可将热反应抗蚀层的厚度选择成最适合于加工的膜厚。即，通过控制蚀刻层的厚度，可自由地控制加工深度。又，加工深度可利用蚀刻层进行控制，因此热反应型抗蚀层只要选择容易进行曝光或显影的膜厚即可。

进行曝光的加工头部403中所使用的激光优选地为波长150nm以上550nm以下。又，就波长的小型化及购入的容易度而言，优选地，使用半导体激光。半导体激光的波长优选为150nm以上550nm以下。其原因在于：波长短于150nm的情况下，激光的输出减小，使得难以对覆盖辊状构件401的抗蚀层进行曝光。另一方面，其原因在于：波长长于550nm的情况下，无法将激光点径设为500nm以下，使得难以形成较小的曝光部。

另一方面，为了形成点尺寸较小的曝光部，作为加工头部403中所使用的激光，优选使用气体激光。尤其是，XeF、XeCl、KrF、ArF、F₂的气体激光的波长短至351nm、308nm、248nm、193nm、157nm，从而可聚光成非常小的点尺寸，因而较佳。

又，作为加工头部403中所使用的激光，可使用Nd：YAG激光的2倍波、3倍波、4倍波。Nd：YAG激光的2倍波、3倍波、4倍波的波长分别为532nm、355nm、266nm，可获得较小的点尺寸。

在通过曝光而在设于辊状构件401的表面的抗蚀层上形成微细图案的情况下，如果调整激光的光学系统以使辊状构件401的旋转位置精度非常高，且构件表面首先出现于焦点深度内，则制造较为容易。然而，保持适合于纳米压印的程度的辊尺寸精度、旋转精度非常困难。因此，优选为，以曝光中所使用的激光被物镜收束且辊状构件401表面连续存在于焦点深度内的方式来进行自动调焦。

旋转控制部402只要是具有使辊状构件401以辊中心为轴进行旋转的功能的装置即可，并无特别限制，例如优选地为主轴马达等。

作为使加工头部403在辊状构件401的长轴方向上进行移动的移动机构部404，只要能以所控制的速度使加工头部403进行移动即可，并无特别限制，可优选地列举线性伺服马达等。

在图26所示的曝光装置400中，形成于辊状构件401的表面上的曝光图案根据与旋转控制部402的旋转(例如，主轴马达的旋转)同步的基准信号，利用进行了相位调制的脉冲信号，以曝光控制部405控制曝光部的位置。作为基准信号，可使用与主轴马达的旋转同步的来自编码器的输出脉冲。

根据与旋转同步的基准信号进行了相位调制的脉冲信号例如可如下所述地进行控制。

图27是对以形成本实施方式的半导体发光元件用基材的曝光装置中的主轴马达的Z相信号为基准信号来设定基准脉冲信号、调制脉冲信号的一例进行说明的说明图。使用图27A～图27C，说明主轴马达的Z相信号与基准脉冲信号、调制脉冲信号的关系。以Z相信号为基准，其m倍(m＞2的整数)的频率的脉冲信号为基准脉冲信号，n倍(m/n＞k且k＞1的整数)的频率的脉冲信号为调制脉冲信号。基准脉冲信号、调制脉冲信号中的任一个均为Z相信号的频率的整数倍，因而辊状构件401绕中心轴旋转一次的时间内存在整数个的脉冲信号。

图28是对根据形成本实施方式的半导体发光元件用基材的曝光装置中的基准脉冲信号及调制脉冲信号来设定相位调制脉冲信号的一例进行说明的说明图。使用图28，说明基准脉冲信号与调制脉冲信号、相位调制脉冲信号的关系。如果使基准脉冲信号的相位以调制脉冲信号的波长进行周期性增减，则成为相位调制脉冲信号。例如，如果由下式(7)表示基准脉冲频率fY0，由下式(8)表示调制频率fYL，则进行了频率调制的调制脉冲信号fY将由下式(9)所表示。

又，如下式(10)所表示地，通过在基准脉冲频率fY0上累加由调制脉冲信号所获得的正弦波，从而也可获得相位调制脉冲信号fY'。

fY'＝fY0+C'sin(t·fYL/fY0×2π) (10)

进而，通过在基准脉冲的脉冲波长LY0上累加由调制脉冲信号的波长LYL所获得的正弦波，从而可获得相位调制脉冲信号的波长LY。

如图28所示，所获得的相位调制脉冲信号成为基准脉冲信号的脉冲间隔根据调制脉冲信号的信号间隔进行周期性增减的信号。

又，如图24所示，为了在D1方向或D2方向上形成2个长周期，例如可通过在式(10)上累加另一个调制脉冲的周期而作成式(11)。

fY"＝fY0+C"sin(t·fYL/fY0×2π+t·fYL'/fY0×2π) (11)

在式(11)中，在基准脉冲频率fY0上累加由具有两个周期的调制脉冲信号所获得的正弦波，从而获得相位调制脉冲信号fY"。式(11)中的两个调制频率fYL、fYL'分别成为本实施方式的半导体发光装置中的两个长周期。

此时，在本实施方式中，以成为1μm以上或者第一光的光学波长的6倍以上及第二光的光学波长的6倍以上的长周期的方式，调整、控制调制脉冲信号，从而获得相位调制脉冲信号。

又，在曝光装置400中，也可构成为不依赖于进行了相位调制的脉冲信号，而使用固定频率的基准脉冲信号控制利用加工头部403进行的激光曝光的脉冲信号，使利用移动机构部404而移动的加工头部403的移动速度周期性增减。在该情况下，例如如图29所示，将加工头部403的移动速度周期性增减。图29是对形成本实施方式的半导体发光元件用基材的曝光装置中的照射激光的加工头部的移动速度的一例进行说明的说明图。图29所图示的移动速度是基准移动速度±σ的移动速度的例子。该移动速度优选地为与辊状构件401的旋转同步，例如以使Z相信号下的速度成为图29所示的速度的方式进行控制。

以上是利用周期性相位调制控制图案406(参照图26)的情况，但也可利用非周期性而是随机的相位调制形成图案406。例如在第1方向D1上，由于间距Py与脉冲频率成反比，因此如果以使最大相位偏移成为1/10的方式对脉冲频率进行随机频率调制，则间距Py就具有间距Py的1/10的变动幅度δ1(最大变动幅度)，从而可获得间距Py随机增减的图案。

关于与旋转同步的基准信号的控制频度，可通过辊每1周等多次以上的频度的基准信号来控制调制脉冲信号，也可仅利用曝光初始所设定的初始基准信号来控制。在仅利用初始基准信号来控制的情况下，如果旋转控制部402的转数产生了调制的情况下，会使得曝光脉冲信号产生相位调制。其原因在于：由于是纳米级的旋转控制，因此即使是旋转控制部402的些许电位变动，也会产生纳米级的间距变动，其被累加。相反的，在为500nm间距的图案间距的情况下，如果辊外周长为250mm，则成为50万次的激光曝光，即使每1万次产生1nm的偏移，也会成为50nm的偏移。

即使为相同间距、相同长周期，也可通过调整基准信号的控制频度，制作图14及图17所示的配置的微细结构。在形成图14所示的配置的微细结构的情况下，降低基准信号的控制频度，在形成图17所示的配置的微细结构的情况下，提高基准信号的控制频度。因此，在图17所示的配置中，所相当的点的第2方向的相位(位置)对齐，在图14所示的配置中，所相当的点的第2方向的相位(位置)中产生偏移。图16及图18所示的配置的关系也同样。

利用曝光装置400，将设置于表面上的抗蚀层被曝光后的辊状构件401进行显影，并将所显影的抗蚀层作为掩模，通过干式蚀刻对蚀刻层进行蚀刻。在蚀刻后，如果去除残渣的抗蚀层，则可获得卷对卷纳米压印模具。

作为将如上所述获得的图案406转印于规定的半导体发光元件用基材而获得半导体发光元件用基材的方法，并无特别限定，例如利用纳米压印光刻法将图案转印于规定的半导体发光元件用基材表面上，并将转印图案部分作为掩模，通过干式蚀刻对半导体发光元件用基材进行蚀刻，由此可将图案406转印于半导体发光元件用基材。具体而言，将形成有图案406的辊状构件401用作圆筒型模具(卷对卷纳米压印模具)。在半导体发光元件用基材的表面侧形成由有机材料构成的抗蚀层，并对该抗蚀层压上圆筒型模具而将图案406转印于抗蚀层后，将抗蚀层及半导体发光元件用基材自表面侧进行蚀刻，由此在半导体发光元件用基材的表面侧形成微细凹结构层，从而可制成半导体发光元件用基材。

又，也可列举如下方法：并非将图案406自圆筒型模具(辊状构件401)直接转印于半导体发光元件用基材，而是将图案406暂时转印于膜而形成树脂模具后，利用基于该树脂模具的纳米压印光刻法而在半导体发光元件用基材上形成图案，从而获得半导体发光元件用基材。根据该方法，能提高模具的利用效率，吸收半导体发光元件用基材的平坦性，因而作为将图案转印于半导体发光元件用基材的方法，更优选为基于树脂模具的纳米压印光刻法。

作为将图案406自圆筒型模具转印于树脂模具的方法，并无特别限定，例如可应用直接纳米压印法。作为直接纳米压印法，可列举一边在规定温度下进行加热，一边在圆筒型模具的图案406中填充热固化性树脂，将圆筒型模具冷却后，将所硬化的热固化性树脂脱模并进行转印的热纳米压印法，或者对填充于圆筒型模具的图案406的光硬化性树脂照射规定波长的光而使光硬化性树脂硬化后，自圆筒型模具将硬化了的光硬化性树脂脱模并进行转印的光纳米压印法。

圆筒型模具(辊状构件401)是无缝的圆筒状模具，因而尤其适用于利用卷对卷纳米压印来连续转印树脂模具。

又，也可列举根据转印有图案406的树脂模具通过电铸制作电铸模具，并使用该电铸模具通过纳米压印光刻法形成图案的方法。在形成了电铸模具的情况下，就延长成为原型的圆筒型模具的寿命的方面而言较佳，在暂时形成电铸模具的方式中，也可吸收半导体发光元件用基材的平坦性，因而进而优选为形成树脂模具的方法。

进而，在树脂模具法中，重复转印较容易，因而较佳。此处的“重复转印”是指，(1)根据具有凸凹图案形状的树脂模具(+)制造多个转印翻转后的凹凸图案转印物的处理，或者(2)尤其在将硬化性树脂组成物用作转印材料的情况下，获得自树脂模具(+)翻转后的转印体(－)，接着将转印体(－)作为树脂模具(－)，获得翻转转印了的转印体(+)，重复凸凹/凹凸/凸凹/凹凸/···/而进行图案翻转转印的处理中的任意一方或两方。又，(+)指凸起的图案，(－)指凹下的图案。

利用抗蚀层在半导体发光元件用基材的表面侧形成图案后，将抗蚀层作为掩模，通过蚀刻而在半导体发光元件用基材上形成凹凸。作为蚀刻方法，只要能将抗蚀层作为掩模而在半导体发光元件用基材上形成凹凸即可，并无特别限定，可应用湿式蚀刻、干式蚀刻等。尤其是，为了能较深地形成半导体发光元件用基材的凹凸，优选为干式蚀刻法。在干式蚀刻法之中，优选为各向异性干式蚀刻，优选为ICP－RIE、ECM－RIE。作为干式蚀刻中所使用的反应气体，只要与半导体发光元件用基材的材质进行反应即可，并无特别限定，但优选为BCl₃、Cl₂、CHF₃或者它们的混合气体，可适当混合Ar、O₂等。

作为将如上所述获得的图案406除应用于半导体发光元件用基材以外，例如应用于图11所记载的半导体发光元件200的二维光子晶体201的方法，与上述同样地，并无特别限定，例如利用纳米压印光刻法而将图案转印于规定的透明导电膜表面上，并将转印图案部分作为掩模，通过蚀刻对透明导电膜进行蚀刻，由此可将图案406转印于透明导电膜。

又，在透明导电膜表面上形成具有与透明导电膜实质上同等的折射率的膜，并在该膜上与上述同样地转印图案406，从而可制成本实施方式的半导体发光装置中的半导体发光元件。

实施例

以下，基于为明确本发明的效果而进行的实施例，对本发明进行更详细的说明。此外，下述实施方式中的材料、使用组成、处理工序等为例示，可适当进行变更而实施。此外，只要不脱离本发明的范围，则可适当进行变更而实施。因此，本发明并不因以下的实施例而受到限制。

[实施例1]

(圆筒状模具制作(树脂模具制作用铸模的制作))

作为圆筒状模具的半导体发光元件用基材，使用直径80mm、长度50mm的圆筒型石英玻璃辊。在该圆筒型石英玻璃辊表面上，通过以下方法并利用使用了半导体脉冲激光的直接绘图光刻法形成微细结构(微细凹凸结构)。

首先，在该石英玻璃表面的微细结构上利用溅镀法进行抗蚀层的成膜。溅镀法使用CuO作为靶(抗蚀层)，以RF100W的电力实施。成膜后的抗蚀层的膜厚为20nm。使如上所述制作的圆筒状模具一边以线速度s＝1.0m/sec进行旋转，一边在以下的条件下进行曝光，制作出具有2种长周期的圆筒状模具。

曝光用半导体激光波长：405nm

曝光激光功率：3.5mW

圆筒状模具A：

X轴方向的间距Px：398nm

相对于X轴方向的间距Px的变动幅度δ2：40nm

变动幅度δ2的X轴方向的长周期单位PxL：3.98μm

Y轴方向的间距Py：460nm

相对于Y轴方向的间距Py的变动幅度δ1：46nm

变动幅度δ1的Y轴方向的长周期单位PyL：4.60μm

圆筒状模具B

X轴方向的间距Px：398nm

相对于X轴方向的间距Px的变动幅度δ2：40nm

变动幅度δ2的X轴方向的长周期单位PxL：1.99μm

Y轴方向的间距Py：460nm

相对于Y轴方向的间距Py的变动幅度δ1：46nm

变动幅度δ1的Y轴方向的长周期单位PyL：2.33μm

Y轴方向的间距Py决定如下。以主轴马达的Z相信号为基准，测定出1周所需的时间T，并根据线速度s计算周长L，可获得下式(12)。

L＝T×s (12)

将目标间距设为Py，以使L/Py成为整数的方式加上目标间距Py的0.1％以下的值进行调整，通过下式(13)获得有效间距Py'。

L/Py'＝m(m为整数) (13)

目标间距Py及有效间距Py'严格上为Py≠Py'，但由于L/Py≒10⁷，因此|Py－Py'|/Py'≒10^-7，从而可看作实质上相等。同样地，长周期单位PyL也以使L/PyL成为整数的方式，通过下式(14)获得有效长周期单位PyL'。

L/PyL'＝n(n为整数) (14)

在该情况下，也严格上为PyL≠PyL'，但由于L/PyL≒10⁵，因此|PyL－PyL'|/PyL'≒10^-5，从而可看作实质上相等。

接着，根据有效间距Py'，通过式(15)、(16)算出基准脉冲频率fy0、调制频率fyL。

fy0＝s/Py' (15)

fyL＝s/PyL' (16)

最后，根据式(15)、(16)，如式(17)那样地决定主轴马达的自Z相信号的经过时间t中的脉冲频率fy。

fy＝fy0+δ1×sin(t×(fyL/fy0)×2π) (17)

X轴方向的轴送速度决定如下。以主轴马达的Z相信号为基准，测定出1周所需的时间T，并根据X轴方向的间距Px，如下式(18)那样地决定轴方向的基准输送速度Vx0。

Vx0＝Px/T (18)

根据X轴方向的长周期单位PxL，通过下式(19)决定时刻t的轴送速度Vx，并进行扫描。

Vx＝Vx0+Vδ2·sin(Px/PxL×t×2π) (19)

此处，Vδ2是x轴方向的长周期单位PxL中的速度变动幅度，根据长周期单位PxL的间距变动幅度δ2、X轴方向的间距Px、轴方向的基准输送速度Vx0，由下式(20)示出。

Vδ2＝δ2×Vx0/Px (20)

接着，对抗蚀层进行显影，并将显影后的抗蚀层作为掩模，通过干式蚀刻进行蚀刻层的蚀刻。干式蚀刻使用SF₆作为蚀刻气体，在处理气压1Pa、处理电力300W、处理时间5分钟的条件下实施。然后，自表面上附有微细结构的圆筒状模具上，利用pH＝1的盐酸，在6分钟的条件下仅剥离残渣的抗蚀层，从而制作圆筒模具(转印用模具)。

(树脂模具的制作)

对所获得的2种圆筒状的石英玻璃辊表面(转印用模具)涂布DURASURF(注册商标，以下相同)HD－1101Z(大金化学工业公司制造)，在60℃下加热1小时后，在室温下静置24小时而将其固定化。其后，利用DURASURF HD－ZV(大金化学工业公司制造)清洗3次，实施脱模处理。

接着，根据所获得的圆筒模具制作卷筒状树脂模具。将OPTOOL(注册商标，以下相同)DAC(大金工业公司制造)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(东亚合成公司制造M350)及Irgacure(注册商标，以下相同)184(Ciba公司制造)以重量份计10：100：5的比例进行混合，从而制备光硬化性树脂。然后，将该光硬化性树脂利用微凹版涂布机(廉井精机公司制造)以使涂布膜厚成为6μm的方式涂布于PET膜(A4100，东洋纺公司制造：宽度300mm，厚度100μm)的易接合面。

接着，对于圆筒模具(圆筒状模具)，利用夹辊(0.1MPa)按压涂布有光硬化性树脂的PET膜，在大气下、温度25℃、湿度60％的条件下，以使灯中心下的累计曝光量成为600mJ/cm²的方式，使用UV曝光装置(Fusion UV Systems Japan公司制造，H灯泡)照射紫外线以连续地实施光硬化，从而获得表面上翻转转印有微细结构的卷筒状透明树脂模具(长度200m，宽度300mm)。

利用扫描型电子显微镜观察树脂模具，结果获得剖面形状为h800nm的凸部由具有以下的长周期结构的周期结构所形成的2种树脂模具A及树脂模具B。

树脂模具A：

X轴方向的间距Px：398nm

相对于X轴方向的间距Px的变动幅度δ2：40nm

变动幅度δ2的X轴方向的长周期单位PxL：3.98μm

Y轴方向的间距Py：460nm

相对于Y轴方向的间距Py的变动幅度δ1：46nm

变动幅度δ1的Y轴方向的长周期单位PyL：4.60μm

树脂模具B：

X轴方向的间距Px：398nm

相对于X轴方向的间距Px的变动幅度δ2：40nm

变动幅度δ2的X轴方向的长周期单位PxL：1.99μm

Y轴方向的间距Py：460nm

相对于Y轴方向的间距Py的变动幅度δ1：46nm

变动幅度δ1的Y轴方向的长周期单位PyL：2.33μm

(电子显微镜)

装置：HITACHI s－5500

加速电压：10kV

MODE：Normal

(翻转树脂模具的制作)

接着，将OPTOOL DAC HP(大金工业公司制造)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(东亚合成公司制造M350)及Irgacure 184(Ciba公司制造)以重量份计10：100：5的比例进行混合，从而制备光硬化性树脂。将该光硬化性树脂利用微凹版涂布机(廉井精机公司制造)以使涂布膜厚成为2μm的方式涂布于PET膜(A4100，东洋纺公司制造：宽度300mm，厚度100μm)的易接合面。

接着，对于上述卷筒状树脂模具，利用夹辊(0.1MPa)按压涂布有光硬化性树脂的PET膜，在大气下、温度25℃、湿度60％的条件下，以使灯中心下的累计曝光量成为600mJ/cm²的方式，使用UV曝光装置(Fusion UV Systems Japan公司制造，H灯泡)照射紫外线以连续地实施光硬化，从而获得表面上翻转转印有树脂模具A、树脂模具B的微细结构的薄片状的透明树脂模具A、薄片状的透明树脂模具B(长度200mm，宽度300mm)。

(纳米压印光刻：蓝宝石基板)

在厚度0.33mm的C面蓝宝石半导体发光元件用基材上，利用旋转涂布法(2000rpm、20秒)涂布掩模材料，形成抗蚀层。对于掩模材料，以使感光性树脂组成物的固体含量成为5重量％的方式制作用丙二醇单甲醚稀释了的涂布溶液。

(感光性树脂组成物)

作为感光性树脂组成物，将下述各成分混合使用：3－乙基－3{[(3－乙基氧杂环丁烷－3－基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷(OXT－221，东亚合成公司制造)20重量含量、3'，4'－环氧环己烷羧酸－3，4－环氧环己基甲酯(和光纯药公司制造)80重量含量、丙氧基二乙二醇丙烯酸酯(ARONIX(注册商标，以下相同)M－101A，东亚合成公司制造)50重量含量、环氧乙烷改性双酚A二丙烯酸酯(ARONIX M－211B，东亚合成公司制造)50重量含量、DTS－102(Midori化学公司制造)8重量含量、1，9－二丁氧基蒽(Anthracure(注册商标)UVS－1331，川崎化成公司制造)1重量含量、Irgacure 184(Ciba公司制造)5重量含量及OPTOOLDAC HP(20％固体含量，大金工业公司制造)4重量含量。

将透明树脂模具B切割成70mm×70mm(□70mm)而贴合于形成有抗蚀层的蓝宝石半导体发光元件用基材上。贴合时，使用Suntec公司制造的膜贴合装置(TMS－S2)，以贴合夹持力90N、贴合速度1.5m/s进行贴合。然后，由2片□70mm×t10mm的透明硅胶板(硬度20)夹持已贴合成一体的透明树脂模具/抗蚀层/蓝宝石半导体发光元件用基材。在该状态下，使用Engineering System公司制造的纳米压印装置(EUN－4200)，以0.05MPa的压力进行压制。在压制了的状态下，自透明树脂模具侧照射2500mJ/cm²的紫外线，使抗蚀层进行硬化。硬化后，剥离透明硅胶板及透明树脂模具，获得C面上形成有图案的抗蚀剂/蓝宝石层叠体。

(蚀刻：蓝宝石半导体发光元件用基材)

使用反应性离子蚀刻装置(RIE－101iPH，SAMCO株式会社制造)，在下述蚀刻条件下，对蓝宝石半导体发光元件用基材进行蚀刻。

蚀刻气体：Cl₂/(Cl₂+BCl₃)＝0.1

气体流量：10sccm

蚀刻压力：0.1Pa

天线：50w

偏压：50w

在蚀刻后，利用电子显微镜观察蓝宝石半导体发光元件用基材的剖面，结果可知剖面形状为，h＝250nm的凸部形成为包含与纳米压印中所使用的透明树脂模具B相同的长周期结构的周期结构。

(半导体发光元件的形成)

在所获得的蓝宝石半导体发光元件用基材上，利用MOCVD连续层叠(1)GaN低温缓冲层、(2)n型GaN层、(3)n型AlGaN包覆层、(4)InGaN发光层(MQW)、(5)p型AlGaN包覆层、(6)p型GaN层、(7)ITO层。蓝宝石半导体发光元件用基材上的凹凸在(2)n型GaN层的层叠时被填埋，设为进行平坦化的制膜条件。通过上述构成，来自半导体层的发光为460nm，GaN层(折射率：2.46)中的光学波长为187nm。

(纳米压印：ITO)

接着，在形成于表面上的ITO层上，利用旋转涂布法(2000rpm，20秒)涂布掩模材料，形成抗蚀层。关于掩模材料，以使上述感光性树脂组成物的固体含量成为5重量％的方式制作利用丙二醇单甲醚稀释了的涂布溶液。

在形成有抗蚀层的ITO上，将透明树脂模具A切割成70mm×70mm(□70mm)而进行贴合。贴合时，使用Suntec公司制造的膜贴合装置(TMS－S2)，以贴合夹持力90N、贴合速度1.5m/s进行贴合。然后，由2片□70mm×t10mm的透明硅胶板(硬度20)夹持已贴合成一体的透明树脂模具/抗蚀层/ITO层/层叠半导体层/蓝宝石半导体发光元件用基材。在该状态下，使用Engineering System公司制造的纳米压印装置(EUN－4200)，以0.05MPa的压力进行压制。在压制了的状态下，自透明树脂模具侧照射2500mJ/cm²的紫外线，使抗蚀层进行硬化。硬化后，剥离透明硅胶板及透明树脂模具，获得形成有ITO表面图案的抗蚀剂/ITO/层叠半导体层。

(蚀刻：ITO层)

使用反应性离子蚀刻装置(RIE－101iPH，SAMCO株式会社制造)，在下述蚀刻条件下，对ITO层进行蚀刻。

蚀刻气体：Cl₂/(Cl₂+BCl₃)＝0.1

气体流量：10sccm

蚀刻压力：0.1Pa

天线：50w

偏压：50w

在蚀刻后，利用电子显微镜观察ITO面上，结果可知剖面形状为h＝50nm的凸部形成为包含与纳米压印中所使用的卷筒状透明树脂模具A相同的长周期结构的周期结构。相对于ITO层的来自半导体层的发光460nm的ITO层(折射率：2.0)中的光学波长为230nm。进而，进行蚀刻加工而安装电极垫。

(半导体发光装置)

将如上所述获得的半导体发光元件配置于封装体内，并经由Au导线电连接于电极垫。接着，以硅树脂中混合具有650nm的主波长的CaAlSiN₃：Eu(荧光材料)而成的波长转换构件来填充封装体内。

在该状态下，在阴极与阳极之间流动20mA的电流而测定发光输出。在表4中，示出将比较例1的来自半导体发光装置的发光输出设为1时的发光输出比。在实施例1中，可知与比较例1相比，来自半导体发光元件的发光中未观察到衍射特有的不均，几乎不具有发光角度依存性。

[实施例2]

使与实施例1同样地制作的圆筒状模具一边以线速度s＝1.0m/sec进行旋转，一边在以下的条件下进行曝光。

圆筒状模具C

曝光用半导体激光波长：405nm

曝光激光功率：3.5mW

X轴方向的间距Px：260nm

相对于X轴方向的间距Px的变动幅度δ2：26nm

变动幅度δ2的X轴方向的长周期单位PxL1：2.60μm

Y轴方向的间距Py：300nm

相对于Y轴方向的间距Py的变动幅度δ1：30nm

变动幅度δ1的Y轴方向的长周期单位PyL1：2.60μm

变动幅度δ1的Y轴方向的长周期单位PyL2：1.30μm

L＝T×s (12)

将目标间距设为Py，以使L/Py成为整数的方式加上目标间距Py的0.1％以下的值进行调整，并通过下式(13)获得有效间距Py'。

L/Py'＝m(m为整数) (13)

目标间距Py及有效间距Py'严格上为Py≠Py'，但由于L/Py≒10⁷，因此|Py－Py'|/Py'≒10^-7，从而可看作实质上相等。同样地，长周期单位PyL1也以使L/PyL1成为整数的方式，通过下式(21)、式(22)获得有效长周期单位PyL1'、PyL2'。

L/PyL1'＝n(n为整数) (21)

L/PyL2'＝m(m为整数) (22)

在该情况下，也严格上为PyL1≠PyL1'、PyL2≠PyL2'，但由于L/PyL1≒10⁵，因此|PyL1－PyL1'|/PyL1'≒10^-5、|PyL2－PyL2'|/PyL2'≒10^-5，从而可看作实质上相等。

接着，根据有效间距Py'，通过式(15)、式(23)、式(24)，算出基准脉冲频率fy0、调制频率fyL。

fy0＝s/Py' (15)

fyL1＝s/PyL1' (23)

fyL2＝s/PyL2' (24)

最后，根据式(15)、式(23)、式(24)，如式(25)那样地决定主轴马达的自Z相信号的经过时间t中的脉冲频率fy。

fy＝fy0+δ1×sin(t×(fyL1/fy0)×2π+t×(fyL2/fy0)×2π) (25)

接着，可与实施例1同样地，获得表面结构被翻转转印了的卷筒状透明树脂模具(长度200m，宽度300mm)。

利用扫描型电子显微镜观察树脂模具，结果获得剖面形状为h500nm的凸部由具有以下的长周期结构的周期结构所形成的树脂模具C。

树脂模具C：

曝光用半导体激光波长：405nm

曝光激光功率：3.5mW

X轴方向的间距Px：260nm

相对于X轴方向的间距Px的变动幅度δ2：26nm

变动幅度δ2的X轴方向的长周期单位PxL1：2.60μm

Y轴方向的间距Py：300nm

相对于Y轴方向的间距Py的变动幅度δ1：30nm

变动幅度δ1的Y轴方向的长周期单位PyL1：2.60μm

变动幅度δ1的Y轴方向的长周期单位PyL2：1.30μm

以下，与实施例1同样地，在蓝宝石半导体发光元件用基材表面上转印树脂模具C的图案，从而制作半导体发光元件。

将如上所述获得的半导体发光元件配置于封装体内，并经由Au导线电连接于电极垫。然后，以硅树脂中分别混合了在650nm具有主波长的CaAlSiN₃：Eu(荧光材料)、在530nm具有主波长的β－SiAlON：Eu(荧光材料)而成的波长转换构件来填充封装体内。

将20mA下的实施例2的发光输出比示于表4。与实施例1同样地，未观察到具有衍射特有的眩光的发光，几乎不具有发光角度依存性。

[实施例3]

将与实施例2相同的半导体发光元件配置于封装体内，并经由Au导线电连接于电极垫。然后，以硅树脂中混合了具有下述主波长的荧光材料而成的波长转换构件来填充封装体内。

530nmβ－SiAlON：Eu

580nm Ca－α－SiAlON：Eu

650nm CaAlSiN₃：Eu

将20mA下的实施例3的发光输出比示于表4。在实施例3中，与实施例1、实施例2同样地，未观察到具有衍射特有的眩光的发光，几乎不具有发光角度依存性。

[比较例1]

在与实施例1相同的条件下，在通常的平坦的蓝宝石半导体发光元件用基材上形成半导体发光元件后，利用与实施例1相同的波长转换构件进行密封而测定发光输出。

[比较例2]

利用与实施例1相同的方法，根据使用了半导体激光的直接绘图光刻法而将纳米图案的微细结构(微细凹凸结构)形成于石英玻璃表面上。X轴方向、Y轴方向的间距相同，设为不存在间距变动的六方排列。

X轴方向的间距Px：398nm

Y轴方向的间距Py：460nm

其后，利用与实施例1相同的方法形成半导体发光装置，测定发光输出。在来自所获得的半导体发光元件的发光中，较强地观察到衍射结构特有的衍射光，发光角度分布较大。

[比较例3]

X轴方向的间距Px：260nm

Y轴方向的间距Py：300nm

将实施例1、2、3中的二维光子晶体的周期与光学波长的关系综合示于表1、表2及表3。

可知任一实施例均具有2个以上的1μm以上的周期。又，可知具有光学波长的6倍以上的周期，且该周期有2个以上。

实施例1

[表1]

实施例2

[表2]

实施例3

[表3]

在表4中，示出将比较例1的输出设为1时的各试样的发光输出比。根据表4，可知根据本实施方式的半导体发光装置(实施例1～实施例3)，与现有的平坦的蓝宝石半导体发光元件用基材(比较例1)、现有的包含不具有光学波长的6倍以上的周期的二维光子晶体的蓝宝石半导体发光元件用基材(比较例2)相比，可减少成膜于蓝宝石半导体发光元件用基材上的半导体层中的错位缺陷数，又，可通过周期性被扰乱的凹凸图案所引起的光散射消除波导模式而提高光提取效率，因而可获得具有较高的发光效率的半导体发光元件。进而，可知在来自发光元件的发光特性上几乎不具有角度依存性，因而为工业实用上较佳的发光元件。

关于角度依存性，以目测观察20mA下的发光情况，将观察到在特定角度中较强的发射光、或者发光色随着观察角度产生变化的情形作为角度依存性较强而评价为×。

又，利用配光分光装置(IMS5000－LED，朝日分光公司制造)测定20mA下的三维的发光情况，以仰角45度中的圆周方向的发光强度分布的变动系数(变动系数＝标准偏差/平均值)来表示。

如表4所示，可知变动系数在比较例2及比较例3中超过10％，另一方面，在实施例1～实施例3中，表示与不具有角度依存性的平坦基板的比较例1同等的变动系数，可小于4％。由此，可知实施例中，未观察到特定角度中较强的发射光，几乎不具有角度依存性。

[表4]

[实施例4]

(层叠半导体的形成)

在蓝宝石半导体发光元件用基材上，利用MOCVD连续层叠(1)GaN低温缓冲层、(2)n型GaN层、(3)n型AlGaN包覆层、(4)InGaN发光层(MQW)、(5)p型AlGaN包覆层、(6)p型GaN层、(7)ITO层。通过上述构成，来自半导体层的发光为460nm，将ITO层的膜厚设为600nm。

(纳米压印：ITO)

在形成有抗蚀层的ITO上，将透明树脂模具C切割成70mm×70mm(□70mm)而进行贴合。贴合时，使用Suntec公司制造的膜贴合装置(TMS－S2)，以贴合夹持力90N、贴合速度1.5m/s进行贴合。然后，由70mm×t10mm的2片透明硅胶板(硬度20)夹持已贴合成一体的透明树脂模具/抗蚀层/ITO层/层叠半导体层/蓝宝石半导体发光元件用基材。在该状态下，使用Engineering System公司制造的纳米压印装置(EUN－4200)，以0.05MPa的压力进行压制。在压制了的状态下，自透明树脂模具侧照射2500mJ/cm²的紫外线，使抗蚀层进行硬化。硬化后，剥离透明硅胶板及透明树脂模具，获得形成有ITO表面图案的抗蚀剂/ITO/层叠半导体层。

(蚀刻：ITO层)

蚀刻气体：BCl₃

气体流量：10sccm

蚀刻压力：0.2Pa

天线：150w

偏压：50w

在蚀刻后，利用电子显微镜观察ITO面上，结果可知可获得剖面形状为h＝250nm的凸部形成为与纳米压印中所使用的卷筒状透明树脂模具C相同的周期结构的微细结构层，形成有具有2个不同的周期的二维光子晶体。

将如上所述获得的半导体发光元件配置于封装体内，并经由Au导线电连接于电极垫。然后，以仅覆盖配置于封装体内的半导体发光元件的微细结构层的表面的方式，利用作为中间材料的硅树脂(折射率1.53)密封上述微细结构层的表面，其后，使上述硅树脂进行硬化。接着，利用作为第一材料的硅树脂(折射率)与具有下述主波长的荧光材料进行混合而成的波长转换构件，填充封装体内。所使用的荧光材料的平均粒径均为200nm。

530nmβ－SiAlON：Eu

580nm Ca－α－SiAlON：Eu

650nm CaAlSiN₃：Eu

[实施例5]

将与实施例4同样地获得的半导体发光元件密封于封装体内时，仅利用实施例4中所使用的硅树脂(折射率1.5)中混合具有650nm的主波长的CaAlSiN3：Eu(荧光材料)而成的波长转换构件来填充。

[比较例4]

在与实施例4相同的条件下在蓝宝石半导体发光元件用基材上形成了半导体发光元件后，在ITO层表面上不设置微细结构层，利用与实施例1相同的波长转换构件进行密封而测定发光输出。

在表5中，示出将比较例4的输出设为1时的各试样的发光输出比。根据表5，与将微细结构层和波长转换构件相连接地形成的实施例5相比，在微细结构层与波长转换构件之间介置有作为中间材料的硅树脂的实施例4能够消除半导体发光元件中的波导模式，进而增加荧光光的散射性，提高光提取效率，因而可获得具有较高的发光效率的半导体发光元件。进而，形成具有2个不同的周期的二维光子晶体，由此消除波导模式并使散射性增加，因而还可获得提高了光提取效率的半导体发光元件，从而为工业实用上较佳的发光元件。

[表5]

	发光输出比
		实施例4	1.83
实施例5	1.40
		比较例4	1.00

此外，本发明并不限定于上述实施方式，可进行各种变更而实施。在上述实施方式中，关于附图中所图示的大小或形状等，并不限定于此，可在发挥本发明效果的范围内进行适当变更。此外，只要不脱离本发明目的的范围，则可适当进行变更而实施。

产业上的可利用性

根据本发明的半导体发光装置，通过半导体发光元件所具备的微细结构层来减少半导体层中的错位缺陷数，由此，对于发射光，能够改善内量子效率IQE，且对于发射光及荧光，能够通过光散射消除波导模式而提高光提取效率LEE。进而，可对来自半导体发光元件的高效地发出的一次发光高效地进行波长转换。通过这些效果，可提高半导体发光装置的最终的发光效率，进而可降低发光分布的角度依存性，因此可简单地应用于工业实用上的用途。又，本发明的半导体发光装置具有较高的发光效率，可实现电力的有效活用，因而可对节能贡献较大。

本申请基于2013年6月10日提出申请的日本专利特愿2013－121580、2013年7月23日提出申请的日本专利特愿2013－152682及2013年7月26日提出申请的日本专利特愿2013－155598。上述内容均包含于本文。

Claims

1.一种半导体发光装置，包括：

半导体发光元件，其具有将发光层与2层以上的半导体层进行层叠而构成的层叠半导体层，并发出第一光；以及

波长转换构件，其至少覆盖所述半导体发光元件的一部分，吸收所述第一光的至少一部分，并发出波长与所述第一光的波长不同的第二光，

所述半导体发光装置的特征在于，

所述半导体发光元件在构成所述半导体发光元件的任一主面上，具备微细结构层作为构成要素，其中，所述微细结构层包含由朝面外方向延伸的多个凸部或凹部而构成的点，

所述微细结构层的所述点间的间距为不定间隔、所述不定间隔的点间的间距周期性增减、并且构成由所述点间的间距所控制的二维光子晶体，

所述二维光子晶体至少所述周期性增减的所述点间的不定间隔的间距的长周期单位具有各为1.3μm以上的2个以上的周期。

2.如权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述二维光子晶体的周期性增减的所述点间的不定间隔的间距的长周期单位具有所述第一光的光学波长的6倍以上及所述第二光的光学波长的6倍以上的至少2个以上的周期。

3.如权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述波长转换构件含有至少相对于所述第一光及所述第二光为透明的第一材料、及吸收所述第一光的至少一部分并发出所述第二光的第二材料。

4.如权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于，

至少在所述半导体发光元件的最表面具备所述微细结构层作为构成要素，

在所述微细结构层与所述波长转换构件之间填充有中间材料，该中间材料至少相对于所述第一光及所述第二光实质上透明，且不含所述第二材料。

5.如权利要求4所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述第二材料为小于所述第一光在第一材料中的光学波长的平均粒径。

6.如权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述波长转换构件的构成为发出所述第二光、以及波长与所述第一光及所述第二光的各波长不同的第三光，

所述波长转换构件含有至少相对于所述第一光、所述第二光及所述第三光为透明的第一材料、及吸收所述第一光的至少一部分并发出所述第三光的第三材料，

所述二维光子晶体的周期性增减的所述点间的不定间隔的间距的长周期单位具有所述第三光的光学波长的6倍以上的周期。

7.如权利要求6所述的半导体发光装置，其特征在于，

在所述微细结构层与所述波长转换构件之间填充有中间材料，该中间材料至少相对于所述第一光、所述第二光及所述第三光实质上透明，且不含所述第二材料及所述第三材料。

8.如权利要求7所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述第二材料及第三材料中的至少一个为小于所述第一光在所述第一材料中的光学波长的平均粒径。

9.如权利要求6所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述波长转换构件的构成为发出所述第二光、所述第三光、以及波长与所述第一光、所述第二光及所述第三光的各波长不同的第四光，

所述波长转换构件含有至少相对于所述第一光、所述第二光、所述第三光及所述第四光为透明的第一材料、以及吸收所述第一光的至少一部分并发出所述第四光的第四材料，

所述二维光子晶体的周期性增减的所述点间的不定间隔的间距的长周期单位具有所述第四光的光学波长的6倍以上的周期。

10.如权利要求9所述的半导体发光装置，其特征在于，

在所述微细结构层与所述波长转换构件之间填充有中间材料，该中间材料至少相对于所述第一光、所述第二光、所述第三光及所述第四光实质上透明，且不含所述第二材料、所述第三材料及所述第四材料。

11.如权利要求10所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述第二材料、所述第三材料及所述第四材料中的至少一个为小于所述第一光在所述第一材料中的光学波长的平均粒径。

12.如权利要求1、2、4至11中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述二维光子晶体构成于构成所述半导体发光元件的任意不同的二个以上的主面上，各个二维光子晶体的周期性增减的所述点间的不定间隔的间距的长周期单位互不相同。

13.如权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于，

14.如权利要求1、2、4至11中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述二维光子晶体的周期性增减的所述点间的不定间隔的间距的长周期单位至少在所述主面的一轴方向上具有周期。

15.如权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于，

16.如权利要求1、2、4至11中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述二维光子晶体的周期性增减的所述点间的不定间隔的间距的长周期单位至少在独立的所述主面的二轴方向上具有周期。

17.如权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于，

18.一种半导体发光装置，包括：

所述半导体发光装置的特征在于，

19.如权利要求18所述的半导体发光装置，其特征在于，

20.如权利要求19所述的半导体发光装置，其特征在于，

21.如权利要求20所述的半导体发光装置，其特征在于，

22.如权利要求19所述的半导体发光装置，其特征在于，

23.如权利要求22所述的半导体发光装置，其特征在于，

24.如权利要求23所述的半导体发光装置，其特征在于，

25.如权利要求22所述的半导体发光装置，其特征在于，

26.如权利要求25所述的半导体发光装置，其特征在于，

27.如权利要求26所述的半导体发光装置，其特征在于，

28.如权利要求18至27中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，

29.如权利要求18至27中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，

30.如权利要求18至27中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，