為迴避日亞化學的藍光LED 加螢光粉制技術專利，各業者紛紛投入其它能達到散發出白光的LED 技術，目前最被期待的技術是利用UV LED 來達到白光的目的，但是，UV LED 仍舊有著光外漏及低亮度兩個不易克服的困難。使得除了繼續努力來解決相關的問題外，不得不再去尋求其它的材料或技術來達到散發出白光的LED 技術。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/168996.htm在1987 年，國籍相異且分居不同地點的兩位學者，Eli Yablonovitch 與Sajeev John 幾乎同一時間在理論上發現，電磁波在周期性介電質中的傳播狀態具有頻帶結構，利用兩種以上不同折射率(或介電常數)材料做周期性變化來達成光子能帶的物質。所以光子晶體(PhotonicCrystal)被發現已將近20 年後的今天，在各領域的應用有著相當令人激賞的表現，一直是備受研發者所關心的一項技術。
目前利用二次元光子晶體來達到完成白光LED 的技術，已陸續出現突破性的發展，使得未來Photonic Crystal LED 已成為眾所矚目的焦點與擺脫日亞化學專利的期望寄託。
1、光子晶體特性與結構
光子晶體隨著波長不同，會出現於周期性的結構，可以分別發展出一次元、二次元及三次元的光子晶體。而在這些結構當中，最出名的應該是屬於三次元的光子晶體結構，但是，三次元的光子晶體在製造上及商品化，就今天的技術而言是非常困難的。原因是目前主要研究的領域還是保留在二次元的光子晶體，所以，今天在LED 領域各業者相競開發的光子晶體LED，也是二次元的光子晶體。
一般的材料構造是屬於固定構造，所以材料本身會具有的一定的折射率。波數(Wave Number)與頻率對於一般材料折射率的影響，橫軸是物質的波數(Wave Number)、縱軸是頻率、斜線就代表折射率。折射率是非常等比例的成長，也就是代表說不管什麼樣的波數、什麼樣的波長，它的折射率都是一定的。那麼光子晶體是什麼樣的結構，再從另外一個角度來說明。光子晶體的特性就是周期構造，也因此會產生多重反射。
光子晶體所構成的波數矢量數和光的頻率比例，頻率的曲線不是那麼單純，曲線已經會變得非常複雜，這個曲線會隨著光的多方向性，就是異向性而出現變化，而隨著它的偏光性，就可以運用來設計出不同的產品。光子晶體它有一個很出名的特性，相信大家都知道，就是它有一個光能隙。在光能隙這個區域裡面，光線是不存在的。這邊的曲線也跟圖一A 是的斜率意義是一樣的，是折射率的相反。只要在這一點，斜率等於零。所以在這一點以外，光的速度就不會產生零這個現象。所以也可以說，光子晶體也可以控制光的速度。
就簡單來說，運用光子晶體的目的濃縮成一句話，就是要利用周期構造，以人工的方式來控制這個光學特性。
2、光子晶體與有固態發光元件差異
光子晶體有3 個光學特性，可以利用人工的方式來加以控制而達到不同的目的。第一個特性是，如果利用光能隙的話，就可以遮蔽光通過。利用這個特性可以把光鎖在一個相當狹小的區域裡面。目前產業界中，就有利用這個特性把光聚集在一個區域裡面，製作成一個集成電路。
另外一個特性是，就是光子晶體有異向性，光子晶體的光會朝向很多方向散射，原因是光子晶體可以隨著光的偏光角度，出現透光與不透光(某個角度它可以透過，但是有些角度是沒辦法透過)。
第三個特性就是，光子晶體的曲線非常複雜、變化多端。因為光子晶體的曲線變化非常快，非常不規則，所以只要波長稍有變化，那就可以看到進入光子晶體的光，它的角度就會偏離得非常大。在優點方面，光子晶體的面積要比傳統集成電路縮小了千分之一，所以，相對的，電路的積集度就比過去增加了1,000 倍。而另一個優點是折光性倍數可以達到以往1,000 倍。
另外，也可以利用偏光性，改變光的性質，可以將以往正方形的偏光濃縮成以往體積的千分之一。簡單來說，光子晶體它有什麼樣的好處與特性?積集度高，體積小，成本低。3、利用光子晶體製作出LED
除此之外，光子晶體還有其它的特性。利用它的特性，可以製作出光子晶體LED。大致上可以分為2 種，一種是LED，一種是雷射二極體(Laser Diode)。LD 雷射二極體部分我們可以分為光子晶體 DFB 雷射二極體(Photonic crystal DFB LD)與Photonic crystal defect LD。光子晶體DFB 雷射二極體是大家比較了解的結構，其雷射值可以控制在非常低的區域來做發射，這樣子的結構，是必須存在光能隙的區域，也因為是如此，所以這樣結構要實現商品化是比較困難。
相對的利用光子晶體的結構製作成LED 是比較簡單。有關光子晶體常常被混淆的部分是，以為是利用DFB 雷射，所以就會有人認為是不是利用特定的周期或波長來運用?其實答案是不對的。理由是DFB 雷射跟光子晶體LD，它的入射(Incident)和衍射(Diffracted)的光是受限制的。但是相對光子晶體的入射光角度和衍射光角度是不受限制的。所以並不是利用特定的周期或波長來加強效率，這個特性對於LED來說是非常重要的。
4、光子晶體藍色LED
利用藍色LED 來製作的白光LED，藍色LED 會發出藍色的光，但是各個藍色的光會根據YAG 螢光粉部分會轉換成黃光，利用藍色和黃色的光，可以讓LED 產生出白光，白光LED 被應用在白光照明燈跟液晶背光的光源，這種白光LED 被稱為固體白色照明。這種光有3 個特色：體積小，省能源，壽命長，但是有一個很大的問題需要克服：比起螢光燈，這樣的白光LED 發光效率比較差，為了解決這個問題，便可以利用光子晶體來解決這樣的問題。
為了克服，藍光LED 發光效率比較低的問題，可以將光子晶體放在藍光LED 裡，利用光子晶體來提高發光效率，這樣生產出的藍光光子晶體LED 的特色是周期長，要讓發光效率提升，有幾個很重要的技術。傳統的LED 製作非常簡單，但是存在的問題點就是發光效率比較差，因為是傳統的藍光LED表面的全反射，從活性層出來的光線，會被表面全反射掉。這樣的光就沒有辦法發射到LED外面。
針對這個問題，CREE 在製作過程中做了一些改善的動作，在Deformed Chip 中可看到活性層旁邊是一個斜面，利用這樣斜面的結構，可以讓發光效率提高，同樣是針對提高效率的問題，我們設計出了二次元的集積表面，利用這樣子的結構，可以讓表面的發光效率提高，所以我們是利用半導體的Planar 技術，這是一個很精密的技術，用來控制這個構造。
Penetration 是利用二次元的活性層讓光穿過，這樣的結構可以使發光效率高達80%，但是也有一個問題需要克服，那就是內部量子效率會降低。由於為了要讓光透過活性層，就會因為達到透過活性層這個目的而降低內部量子效率。Resonant Cavity 是在光子晶體LED 上面加載共振器，這個設計稱為共振器LED，在LED的周邊，我們配置上光子晶體，利用這個設計，可以把他LED 效率提高60%，而前面提到我們利用Planar 技術所開發出來的Surface Grating 的設計方式雖然不錯，但是在電流的注入上會有一些問題。