一种嵌入自组装光子晶体薄膜的发光器件，由玻璃层、ITO层、空气孔光子晶体层和金属阴电极叠加构成，其中空气孔光子晶体层由发光材料和填满其中的空气孔构成并在空气孔表面设有发光材料层；其制备方法是：首先用数值模拟方法计算发光器件中空气孔的直径，并选取与空气孔直径相等的聚苯乙烯纳米微球或聚甲基丙烯酸甲酯纳米微球；在ITO玻璃上自组装光子晶体结构；在纳米微球薄膜层上填充发光材料，经高温除去纳米微球形成空气孔，最后蒸镀金属阴电极。本发明的优点是：该光电器件嵌入一层光子晶体结构，利用光子带隙提高垂直方向的出光，减少全内反射，提高发光器件的发光效率；该制备方法工艺简单、成本低，有利于实现工业化生产。