TWI443857B - Solid state light emitting elements with photonic crystals - Google Patents

Description

具光子晶體之固態發光元件

本發明是有關於一種固態發光元件(solid－state light emitting device)，特別是指一種具光子晶體(photonic crystal；簡稱PCs)的固態發光元件。

於固態發光元件相關領域中，發光二極體(LED)因具備有體積小、重量輕、反應速度快等優點，而使得其逐漸地取代傳統的鎢絲燈(incandescent)及螢光燈(fluorescent)等光源並作為照明設備使用。目前常見的應用可見有大型戶外顯示看板、交通指示燈號，以及液晶顯示器背光源等。

而為了實現如汽車車燈、投影機用光源等更高亮度需求的應用，常見的改善方式，可見有藉由粗化出光面的技術手段，亦或藉由在背光面形成分散式布拉格反射鏡(distribution Bragg reflector；簡稱DBR)或一維光子晶體等技術手段，以增加LED之出光面的光取出率(extraction efficiency)並提昇其發光亮度。

參閱圖1，Aurelien David等人於APPLIED PHYSICS LETTERS88 ,133514(2006)的Photonic crystal laser lift－off GaN light－emitting diodes一文中，揭示出一種具有二維光子晶體(two－dimensional photonic crystal；簡稱2DPCs)的藍光發光二極體1。該發光二極體1之製作方法是簡單地說明於下。

在一形成於一藍寶石(sapphire)基板(圖未示)上之以 GaN為主並具有正負接面(p－n junction)的磊晶膜11上，依序形成複數由RuO₂ /Ni/Ag所構成並相間隔設置的p－電極12、一圍繞該等p－電極12的SiO₂ 層13，及一形成於該SiO₂ 層13上的金(Au)層14；後續，將該金層14轉貼到一AlN陶瓷基板15上並利用雷射剝離法(laser lift－off，簡稱LLO)將該磊晶膜11自該藍寶石基板(圖未示)移除；進一步地，利用反應式離子蝕刻法(reactive ionic etching，簡稱RIE)於該磊晶膜11上形成一二維光子晶體16；最後，於該二維光子晶體16上形成一n－電極17以完成該發光二極體1。

該二維光子晶體16是一呈六邊形排列的圓形凹槽陣列，且該發光二極體1的發光波長約430 nm。該二維光子晶體16的晶格常數(lattice constant，簡稱a)為215 nm，填充率(filling factor，簡稱f)為0.38(即，凹槽直徑為81 nm；相鄰凹槽間距為134 nm)。

雖然該發光二極體1可利用該二維光子晶體16控制場型與發散角的變化，藉以提高整體發光二極體之輸出的發光亮度。然而，Aurlien David等人所揭示的二維光子晶體16只能控制場型與增加光輸出功率，卻無法降低發光光源之光譜訊號峰的半高寬。

經上述說明可知，降低發光光源之發光訊號峰的半高寬值以提昇發光亮度，是固態發光元件相關領域者所待突破的課題。

<發明概要>

本發明主要是選擇二維光子晶體結構及類光子晶體(photonic quasi crystal；簡稱PQC)結構其中一者，來與一維光子晶體(one－dimensional photonic crystal；簡稱1DPCs)搭配使用，藉以降低光譜訊號峰的半高寬。其主要原因在於，利用具備有較寬的角度、較窄的波長與無吸收問題等優點的一維光子晶體作為反射鏡，同時配合具備有控制場型之特點的二維光子晶體及類光子晶體其中一者的輔助，可有效地達到窄化發光訊號峰之半高寬的目的。

<發明目的>

因此，本發明之目的，即在提供一種具光子晶體的固態發光元件。

於是，本發明具光子晶體的固態發光元件，包含：一基板、一形成於該基板並產生一預定波段的光電半導體磊晶膜、一連結於該光電半導體磊晶膜之電極單元，及一供該電極單元電性導通的複合式反射鏡。該光電半導體磊晶膜具有一出光面、一相反於該出光面並與該基板連接的背光面，及一形成於該出光面與背光面之間的正負接面。該光電半導體磊晶膜於該出光面形成有一光子晶體。該光子晶體是一二維光子晶體及一類光子晶體其中一者。該電極單元供該光電半導體磊晶膜的電子與電洞於該正負接面產生電子電洞對復合。該複合式反射鏡具有一夾置於該光電半導體磊晶膜與該基板之間的一維光子晶體。

本發明之功效在於，藉由一維光子晶體，與二維光子晶體及類光子晶體其中一者的整合，適當地降低發光光譜 訊號峰的半高寬值，並提昇固態發光元件的發光亮度。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之十二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

<第一較佳實施例>

參閱圖2，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第一較佳實施例，包含：一基板2、一形成於該基板2並產生一預定波段的光電半導體磊晶膜3、一連結於該光電半導體磊晶膜3的電極單元5，及一供該電極單元5電性導通的複合式反射鏡(composite reflector)6。

在本發明之具光子晶體的固態發光元件中，該第一較佳實施例是一經由基板分離(lift－off)技術與晶圓鍵合技術(wafer bonding)所構成之垂直導通式(vertical feedthrough)的發光二極體；因此，該基板2是一經摻雜的矽(Si)基板。相關於基板分離技術與晶圓鍵合技術並非本發明之技術特徵，於此不再多加贅述。

該光電半導體磊晶膜3具有一出光面31、一相反於該出光面31並與該基板2連接的背光面32，及一形成於該出光面31與背光面32之間的正負接面33。

該光電半導體磊晶膜3於該出光面31形成有一光子晶體4，該光子晶體4是一二維光子晶體(2D PCs)及一類光子 晶體(PQC)其中一者；在本發明該第一較佳實施例中，該光子晶體4是一二維光子晶體。該二維光子晶體是一呈正六邊形(hexagonal)排列或正四邊形(square)排列(如附件1所示)的圓形凹槽41陣列，亦可是一呈蜂巢狀排列的圓形凹槽陣列(如附件2所示)；在本發明該第一較佳實施例中，該二維光子晶體是一呈正六邊形排列的圓形凹槽41陣列。此處值得一提的是，當填充率過大時，發光源的場形雖然有變窄的現象，但電特性效果較差；反之，當填充率過小時，不僅發光源的場型會變寬，且光特性效果也較差。因此，較佳地，該二維光子晶體的填充率是介於0.10~0.90之間；更佳地，該二維光子晶體是一呈正六邊形排列的圓形凹槽41陣列，該二維光子晶體的填充率是介於0.40~0.70之間；又更佳地，該二維光子晶體的填充率是介於0.50~0.60之間；該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是介於630 nm~700 nm之間。

值得一提的是，在設計二維光子晶體時所需考量的晶格常數(a)值，主要是以光源的預定波段做為參考基礎；即，二維光子晶體的a值必須小於λ₀ /n，且a值與λ₀ /n同量級，λ₀ 是該預定波段，n是光子晶體本身材質的折射率(refractive index)。因此，較佳地，本發明該第一較佳實施例之二維光子晶體的晶格常數是介於50 nm~900 nm之間。在本發明該第一較佳實施例中，該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是650 nm；該二維光子晶體的a值是200.0 nm且填充率是0.52；即，每一圓形凹槽41的直徑是 104.0 nm，每兩相鄰圓形凹槽41之間的間距是96.0 nm。

該電極單元5供該光電半導體磊晶膜3的電子與電洞於該正負接面33產生電子電洞對復合(recombination)，並具有一形成於該出光面31的第一電極51及一形成於該基板2之一下表面的第二電極52。

該複合式反射鏡6具有一夾置於該光電半導體磊晶膜3與該基板2之間的一維光子晶體62、一夾置於該光電半導體磊晶膜3與該一維光子晶體62之間的電流散佈層61、一夾置於該一維光子晶體62與該基板2之間的晶圓鍵合層63，及複數相間隔地設置於該一維光子晶體62並夾置於該電流散佈層61與該晶圓鍵合層63之間的導電柱64。在本發明該第一較佳實施例中，該一維光子晶體62是由14對的TiO₂ /SiO₂ 介電層對(dielectric layer pair)所構成，且TiO₂ 與SiO₂ 的厚度分別是87 nm與105 nm。本發明之複合式反射鏡6主要是藉由該電流散佈層61、該等導電柱64及該一維光子晶體62，以同時提供電流垂直注入(vertical injection)及光源反射的作用。

<第二較佳實施例>

再參閱圖2，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第二較佳實施例大致上是相同於該第一較佳實施例，其不同處是在於，該一維光子晶體62的細部條件及該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是介於480 nm~550 nm之間。在該本發明該第二較佳實施例中，該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是530 nm，該一維光子晶體62之TiO₂ 與SiO₂ 的厚度分別是67.95 nm與83.05 nm。

<第三較佳實施例>

再參閱圖2，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第三較佳實施例大致上是相同於該第一較佳實施例，其不同處是在於，該一維光子晶體62的細部條件、該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段，及該二維光子晶體的晶格常數。

較佳地，該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是介於420 nm~480 nm之間；該二維光子晶體的晶格常數是介於50 nm~900 nm之間。

在本發明該第三較佳實施例中，該光電半導體磊晶膜3的膜層結構是n－GaN/(InGaN/GaN)/p－GaN，其中，n－GaN、InGaN、GaN及p－GaN的厚度分別是230 nm、3 nm、7 nm及230 nm，且該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是433 nm；該二維光子晶體的晶格常數是209.1 nm；該第一電極51是Ti/Al/Ni/Au，該第二電極52是Ti/Pt/Au；該電流散佈層61是厚度300 nm的氧化銦錫(ITO)；該一維光子晶體62之TiO₂ 與SiO₂ 在430 nm處的折射率分別是2.52與1.48，且TiO₂ 與SiO₂ 的厚度分別是58.96 nm與75.04 nm，該一維光子晶體62是在417 nm~450 nm之波段內形成一全方位光帶隙(band gap)以將該第三較佳實施例所產生的光源反射回該出光面31；該晶圓鍵合層63是Au/Ti；每一導電柱64是一直徑為50 μm且高度為7 μm的Cr/Au。

參圖3，由本發明該第三較佳實施例之掃描式電子顯微 鏡(SEM)影像顯示可知，該二維光子晶體的晶格常數是209.1 nm。

<第四較佳實施例>

再參閱圖2，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第四較佳實施例大致上是相同於該第一較佳實施例，其不同處是在於，該一維光子晶體62的細部條件、該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段，及該二維光子晶體的適用範圍。

較佳地，本發明該第四較佳實施例之光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是介於380 nm~420 nm之間；該二維光子晶體的晶格常數是介於50 nm~900 nm之間。在該本發明該第四較佳實施例中，該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是400 nm，該一維光子晶體62之TiO₂ 與SiO₂ 的厚度分別是46.20 nm與63.80 nm。

本發明該第一~四較佳實施例之光子晶體(2DPCs)4與一維光子晶體(1DPCs)62之細部條件，是簡單地整理於下列表1.中。

<第五較佳實施例>

參閱圖4與圖5，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第五較佳實施例大致上是相同於該第二較佳實施例。其不同處在於，該光子晶體4是一類光子晶體(PQC)。該類光子晶體是一呈正四邊形與正三邊形交錯排列、串齒輪(pinwheel)排列(如附件3所示)或太陽花(fibonacci)排列(如附件4所示)的正四邊形凹槽42陣列；在本發明該第五較佳實施例中，該類光子晶體是一呈正四邊形與正三邊形交錯排列的正四邊形凹槽42陣列。較佳地，該類光子晶體的填充率是介於0.10~0.90之間；該類光子晶體的晶格常數是介於300 nm~800 nm之間。

該正四邊形凹槽42陣列具有複數陣列單元420；且每三彼此相鄰接的陣列單元420是共用三正四邊形凹槽42(如圖5所示)。每一陣列單元420具有一第一陣列組421與一第二陣列組422(如圖4所示)。每一第一陣列組421是由六個呈正三邊形排列之凹槽陣列所構成以形成一呈正六邊形排列之凹槽陣列組(圖4是未顯示出正四邊形凹槽42)。每一第二陣列組422是由六個相間隔設置之呈正四邊形排列的凹槽陣列與六個呈正三邊形排列的凹槽陣列所構成(圖4是未顯示出正四邊形凹槽42)。每一陣列單元420的第二陣列組422是圍繞其第一陣列組421。

更佳地，該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是介於480 nm~550 nm之間；該類光子晶體的填充率是介於0.40~0.70之間；又更佳地，該類光子晶體的填充率是介於 0.60~0.70之間。在本發明該第五較佳實施例中，該類光子晶體的晶格常數、正四邊形凹槽42寬度、正四邊形凹槽42間距與填充率分別是350 nm、220 nm、130 nm與0.63。

<第六較佳實施例>

再參閱圖5，本發具光子晶體的固態發光元件之一第六較佳實施例大致上是相同於該第五較佳實施例。其不同處在於，該類光子晶體的晶格常數、正四邊形凹槽42寬度、正四邊形凹槽42間距與填充率分別是450 nm、280 nm、170 nm與0.62。

<第七較佳實施例>

再參閱圖5，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第七較佳實施例大致上是相同於該第五較佳實施例。其不同處在於，該類光子晶體的晶格常數、正四邊形凹槽42寬度、正四邊形凹槽42間距與填充率分別是550 nm、330 nm、220 nm與0.60。

<第八較佳實施例>

再參閱圖5，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第八較佳實施例大致上是相同於該第五較佳實施例。其不同處在於，該類光子晶體的晶格常數、正四邊形凹槽42寬度、正四邊形凹槽42間距與填充率分別是750 nm、450 nm、300 nm與0.60。

本發明該第五~八較佳實施例之類光子晶體(PQC)4的細部條件，是簡單地整理於下列表2.中。

表2.

<第九較佳實施例>

再參閱圖5，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第九較佳實施例大致上是相同於該第五較佳實施例。其不同處在於，該光電半導體磊晶膜3所產生的預定波段是介於420 nm~480 nm之間；該類光子晶體的填充率是介於0.40~0.70之間；又更佳地，該類光子晶體的填充率是介於0.50~0.60之間。

在本發明該第九較佳實施例中，該類光子晶體的晶格常數、正四邊形凹槽42寬度、正四邊形凹槽42間距與填充率分別是350 nm、203 nm、147 nm與0.58。

<第十較佳實施例>

再參閱圖5，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第十較佳實施例大致上是相同於該第九較佳實施例。其不同處在於，該類光子晶體的晶格常數、正四邊形凹槽42寬度、正四邊形凹槽42間距與填充率分別是450 nm、264 nm、186 nm與0.57。

<第十一較佳實施例>

再參閱圖5，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第十一較佳實施例大致上是相同於該第九較佳實施例。其不同處在於，該類光子晶體的晶格常數、正四邊形凹槽42寬 度、正四邊形凹槽42間距與填充率分別是550 nm、305 nm、245 nm與0.55。

<第十二較佳實施例>

再參閱圖5，本發明具光子晶體的固態發光元件之一第十二較佳實施例大致上是相同於該第九較佳實施例。其不同處在於，該類光子晶體的晶格常數、正四邊形凹槽42寬度、正四邊形凹槽42間距與填充率分別是750 nm、424 nm、326 nm與0.57。

本發明該第九~十二較佳實施例之光子晶體(PQC)4的細部條件，是簡單地整理於下列表3.中。

<分析數據> 參閱圖6，由本發明該第三較佳實施例之頻率對波向量(wave vector)與頻率對光子狀態密度(density of state，簡稱DOS)分析數據可知，圖6之左圖所顯示的三角形、圓形與正方形曲線分別代表圖6之右圖的三個能階模態。由圖6的左圖觀之，可看到頻率位在0.523 a/λ~0.445 a/λ之間(即，波長介於399.81 nm~469.89 nm之間)的三個能階模態，在對應到圖6的右圖之後，三個能階模態在頻率介於0.49 a/λ~0.47 a/λ之間(即，426.73 nm~444.89 nm波段內)的光 子狀態密度增加；因此，該第三較佳實施例之二維光子晶體4在0.523 a/λ~0.445 a/λ的頻段內為光子提供共振腔的作用，因而增加了其光外出效率。

另，參圖7，由本發明該第三較佳實施例的光譜圖可知，該第三較佳實施例之光譜訊號峰的半高寬僅約5 nm，而未使用有二維光子晶體的發光二極體(LED)之光譜訊號的半高寬卻高達30 nm，顯見本發明該第三較佳實施例因使用有該一維光子晶體62作為一高反射率的反射鏡，配合該光子晶體(即，二維光子晶體)4改變光在半導體波導內傳播的行為，形成一類似共振腔的光導，大幅降低光譜訊號峰的半高寬。本發明所提供的固態光源，具有更純的光譜訊號峰，在配合使用螢光粉以封裝構成白光光源的貢獻上，可大幅地改善其亮度及良率。

參圖8，由本發明該第三較佳實施例的光輸出功率對注入電流(injection current)曲線圖可知，與未使用有二維光子晶體的LED相比較下，本發明該第三較佳實施例的光輸出功率相對增加10%，顯見本發明該第三較佳實施例可同時提升整體的光輸出功率。因此，更進一步提升利用本發明之固態發光元件並配合使用螢光粉所封裝成之白光光源的亮度。

綜上所述，本發明具光子晶體的固態發光元件，利用具備有較寬的角度、較窄的波長與無吸收問題等優點的一維光子晶體作為反射鏡，同時配合具備有控制場型之特點的二維光子晶體及類光子晶體其中一者的輔助，可有效地 達到窄化發光訊號峰之半高寬並提昇固態發光元件的發光亮度，確實達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧基板

3‧‧‧光電半導體磊晶膜

31‧‧‧出光面

32‧‧‧背光面

33‧‧‧正負接面

4‧‧‧光子晶體

41‧‧‧圓形凹槽

42‧‧‧正四邊形凹槽

420‧‧‧陣列單元

421‧‧‧第一陣列組

422‧‧‧第二陣列組

5‧‧‧電極單元

51‧‧‧第一電極

52‧‧‧第二電極

6‧‧‧複合式反射鏡

61‧‧‧電流散佈層

62‧‧‧一維光子晶體

63‧‧‧晶圓鍵合層

64‧‧‧導電柱

圖1是一正視示意圖，說明Aurlien David等人所揭示之具有二維光子晶體的藍光發光二極體；圖2是一正視示意圖，說明本發明具光子晶體的固態發光元件之一第一較佳實施例；圖3是一SEM影像圖，說明本發明之一第三較佳實施例之二維光子晶體；圖4是一示意圖，說明本發明之一第五較佳實施例的一類光子晶體；圖5是一示意圖，說明本發明之該第五較佳實施例之類光子晶體之正四邊形凹槽陣列；圖6是一頻率對波向量與頻率對光子狀態密度(DOS)分析數據圖，說明本發明該第三較佳實施例之光子的能階模態；圖7是一光譜圖，說明本發明該第三較佳實施例的光譜之場形；及圖8是本發明該第三較佳實施例之光輸出功率對注入電流曲線圖。

附件1：呈正四邊形排列的圓形凹槽陣列之二維光子晶體。

附件2：呈蜂巢狀排列的圓形凹槽陣列之二維光子晶體。

附件3：呈串齒輪排列的正四邊形凹槽陣列之類光子晶體。

附件4：呈太陽花排列的正四邊形凹槽陣列之類光子晶體。

2‧‧‧基板

3‧‧‧光電半導體磊晶膜

31‧‧‧出光面

32‧‧‧背光面

33‧‧‧正負接面

4‧‧‧光子晶體

41‧‧‧圓形凹槽

42‧‧‧正四邊形凹槽

5‧‧‧電極單元

51‧‧‧第一電極

52‧‧‧第二電極

6‧‧‧複合式反射鏡

61‧‧‧電流散佈層

62‧‧‧一維光子晶體

63‧‧‧晶圓鍵合層

64‧‧‧導電柱

Claims (11)

1. 一種具光子晶體的固態發光元件，包含：一基板；一形成於該基板並產生一預定波段的光電半導體磊晶膜，具有一出光面、一相反於該出光面的背光面，及一形成於該出光面與背光面之間的正負接面，該光電半導體磊晶膜於該出光面形成有一光子晶體，該光子晶體是一二維光子晶體及一類光子晶體其中一者；一電極單元，連結於該光電半導體磊晶膜並供該光電半導體磊晶膜的電子與電洞於該正負接面產生電子電洞對復合，該電極單元具有一形成於該出光面的第一電極及一形成於該基板之一下表面的第二電極；及一供該電極單元電性導通的複合式反射鏡，具有一夾置於該光電半導體磊晶膜與該基板之間的一維光子晶體、一夾置於該光電半導體磊晶膜與該一維光子晶體之間的電流散佈層、一夾置於該一維光子晶體與該基板之間的晶圓鍵合層，及複數相間隔地設置於該一維光子晶體並夾置於該電流散佈層與該晶圓鍵合層之間的導電柱。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該光子晶體是一二維光子晶體，該二維光子晶體是一呈六邊形排列或四邊形排列的圓形凹槽陣列；該二維光子晶體的填充率是介於0.10~0.90之間。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之具光子晶體的固態發光 元件，其中，該二維光子晶體是一呈六邊形排列的圓形凹槽陣列，該二維光子晶體的填充率是介於0.40~0.70之間。
4. 據申請專利範圍第3項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該光電半導體磊晶膜所產生的預定波段是介於630nm~700nm之間；該二維光子晶體的晶格常數是介於50nm~900nm之間。
5. 依據申請專利範圍第3項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該光電半導體磊晶膜所產生的預定波段是介於480nm~550nm之間；該二維光子晶體的晶格常數是介於50nm~900nm之間。
6. 依據申請專利範圍第3項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該光電半導體磊晶膜所產生的預定波段是介於420nm~480nm之間；該二維光子晶體的晶格常數是介於50nm~900nm之間。
7. 依據申請專利範圍第3項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該光電半導體磊晶膜所產生的預定波段是介於380nm~420nm之間；該二維光子晶體的晶格常數是介於50nm~900nm之間。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該光子晶體是一類光子晶體，該類光子晶體是一呈正四邊形與正三邊形交錯排列、串齒輪排列或太陽花排列的正四邊形凹槽陣列；該類光子晶體的填充率是介於0.10~0.90之間；該類光子晶體的晶格常數是 介於300nm~800nm之間。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該類光子晶體是一呈正四邊形與正三邊形交錯排列的正四邊形凹槽陣列，該正四邊形凹槽陣列具有複數陣列單元，每三彼此相鄰接的陣列單元是共用三正四邊形凹槽，且每一陣列單元具有一第一陣列組與一第二陣列組，每一第一陣列組是由六個呈正三邊形排列之凹槽陣列所構成以形成一呈正六邊形排列之凹槽陣列組，每一第二陣列組是由六個相間隔設置之呈正四邊形排列的凹槽陣列與六個呈正三邊形排列的凹槽陣列所構成，每一陣列單元的第二陣列組是圍繞其第一陣列組。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該光電半導體磊晶膜所產生的預定波段是介於480nm~550nm之間；該類光子晶體的填充率是介於0.40~0.70之間。
11. 依據申請專利範圍第9項所述之具光子晶體的固態發光元件，其中，該光電半導體磊晶膜所產生的預定波段是介於420nm~480nm之間；該類光子晶體的填充率是介於0.40~0.70之間。