[發明專利]提升響應頻率的可見光通信發射器件

有效

• 申請號: 201610993849.2
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106788760B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 郭志友;孫杰;黃晶;孫慧卿;黃鴻勇;黃涌;楊晛;張柱定;劉洋;郭敏;姚舜禹;衣新燕;范宣聰
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/116;H01F27/28;H01F27/32;H01L25/075;H01L33/40
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 邱奕才;鄭永泉

本發明公開一種提升響應頻率的可見光通信發射器件，包括襯底，所述襯底上設置了電感線圈模塊，所述電感線圈模塊上設有由若干個LED芯片串聯而成的LED芯片矩陣，所述電感線圈模塊與LED芯片矩陣串聯，所述電感線圈模塊的電感值L滿足：L=1/(ω²C)，其中C為器件中由于LED芯粒所帶來的電容，ω為頻率，所述電感線圈模塊包括一個以上電感線圈，所述電感線圈的組成材料由內而外依次為Cr、Al、Cr、Ti、Ag。

技術領域

本發明涉及可見光通信領域，具體涉及一種提升響應頻率的可見光通信發射器件。

背景技術

可見光是電磁波譜中人眼可以感知的部分，可見光譜沒有精確的范圍，一般情況下人眼睛可以感知電磁波波長400nm～700nm，正常視力的人眼對波長約為555nm電磁波最為敏感，這種電磁波處于光學頻譜的綠光區域。

可見光通信(visible light communication)技術是隨著白光發光二極管(lightemitting diode，LED)照明技術的發展而興起的無線光通信技術。與傳統的有線傳輸相比，可見光通信具有發射功率高、無電磁干擾、節約能源等優點，因此在世界范圍內得到了廣泛關注和研究。

LED在各個區域的研究和使用也日趨廣泛。但是，LED在通訊領域內始終難以實現較大的突破。主要原因包括：

一、由于LED的自身的電容，在較高頻率(>40MHz)的輸入電流情況下，會產生容抗阻礙電流，使得輸出信號的頻率衰減，導致器件的響應頻率較低。

二、圖形化襯底對光線的吸收較為嚴重。

三、單個LED芯片難以實現較大的輸出功率。

以上原因LED的響應頻率和光取出效率都較低，不能滿足通信的需求。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的缺陷，提供一種提升響應頻率的可見光通 信發射器件，采用的技術方案如下：

一種提升響應頻率的可見光通信發射器件，包括襯底，所述襯底上設置了電感線圈模塊，所述電感線圈模塊上設有由若干個LED芯片串聯而成的LED芯片矩陣，所述電感線圈模塊與LED芯片矩陣串聯，所述電感線圈模塊的電感值L滿足：L＝1/(ω²C)，其中C為器件中由于LED芯片所帶來的電容，ω為頻率，所述電感線圈模塊包括一個以上電感線圈，所述電感線圈的組成材料由內而外依次為Cr、Al、Cr、Ti、Ag。

本發明將LED芯片串聯連接組成LED芯片陣列，實現了較大的輸出功率，彌補了單顆型光電器件照明能力不足的問題，同時也能實現均勻的發光和較好的散熱。

螺旋電感的加入可以減少LED芯片中容性電路產生的阻抗，起到補償電容提高器件的響應頻率、濾波和保護電路的作用。

電感線圈采用多層材料制成，最外層為反射率極高的銀，LED芯片正極區域發出的光到達襯底后經過銀的反射可以反射到正極出光區域，增加了器件的光取出效率。

作為優選，所述電感線圈為螺旋狀，其橫截面為梯形，梯形的下底角為45度。

電感線圈采用45度梯形結構，可更好地使得LED芯片正極區域發出的光到達襯底后經過銀的反射可以反射到正極出光區域，進一步增加了器件的光取出效率。

作為優選，所述電感線圈模塊包括四個電感線圈，四個電感線圈排列成2×2 的矩陣，四個電感線圈兩兩串聯再并聯。

作為優選，所述LED芯片依次包括位于襯底保護層上的緩沖層、產生電子的n型層、多量子阱層、電子阻擋層、p型層、透明導電電極層和p形電極層。