CN105161587B - 可见光通信led器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可见光通信LED器件，包括四个几何中心点重叠且位于同一平面的LED芯片，由外到内分别是第一环形芯片、第二环形芯片、第三环形芯片和中部芯片，每个芯片的边缘上绕设有环形金属正电极，可见光通信LED器件的底面即每个芯片的n型层底面与器件负电极连接，器件负电极为圆形且位于器件底部，器件环形正电极连接在器件负电极的边缘上方且相互绝缘。本发明在环形或者圆形芯片上制备金属环形正电极结构；使得在发光层（量子阱层）的电子和空穴载流子复合均匀；这样能有效提升复合速率，即提升可见光LED器件的响应时间；可见光环形LED器件可以制备成1W的功率型器件；适合应用于LED照明灯具应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及可见光通信技术领域，具体涉及可见光通信LED器件。
背景技术
可见光通信技术已经成为LED应用的新领域，国外多个国家重视该技术应用，日本成立 的“可视光通信联盟”，美国启动了为期10年的“智能照明”项目。现阶段，可见光通信大多处于实验阶段，虽然整体系统已有实现，但离实用阶段还有一定的距离，系统的各项性能有待进一步提高。
白光LED具备响应时间短、高速调制的特性，使得白光LED从照明领域扩展到了通信领域，能够同时实现照明和通信双重功能，产生了无线通信技术，即可见光通信技术。LED采用电场发光和低电压供电，具有寿命长、光效高、稳定性高、安全性好、无辐射、低功耗、抗震、可靠耐用等特点。与传统的射频通信以及其它无线光通信系统相比较，可见光通信技术具有发射 功率高、不占用无线电频谱、无电磁干扰和无电磁辐射、节约能源等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可见光通信LED器件，满足可见光通信技术的要求。
本发明的具体技术方案如下。
一种可见光通信LED器件，包括四个几何中心点重叠且位于同一平面的LED芯片，由外到内分别是第一环形芯片、第二环形芯片、第三环形芯片和中部芯片，每个芯片的边缘上绕设有环形金属正电极，其中在中部芯片上设有第一金属环形正电极，在第三环形芯片上设有第二金属环形正电极，在第二环形芯片上设有第三金属环形正电极，在第一环形芯片上的第四金属环形正电极，可见光通信LED器件的底面即每个芯片的n型层底面与器件负电极连接，器件负电极为圆形且位于器件底部，器件负电极的外径大于第四金属环形正电极的外径，器件环形正电极连接在器件负电极的边缘上方且相互绝缘；第一金属环形正电极、第二金属环形正电极、第三金属环形正电极、第四金属环形正电极均各自独立地通过正电极焊接线与器件环形正电极连接。
进一步地，每个芯片均由n型层、发光层、p型层共同组成；每个芯片之间均采用化学方法刻蚀形成沟道，使得芯片之间相互电气隔离，n型层与器件负电极连接并且导电，器件环形正电极与器件负电极连接且电气绝缘。
进一步地，第一环形芯片、第二环形芯片、第三环形芯片均为圆环形或四个角为圆弧过渡的正方形环形，相应地，所述中部芯片为圆形或为圆弧过渡的正方形环形。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明的可见光通信LED器件有益之处是①采用环形发光芯片结构；②在环形或者圆形芯片上制备金属环形正电极结构；③芯片面边缘的环形电极使得在发光层（量子阱层）的电子和空穴载流子复合均匀；④有效提升复合速率，即提升可见光LED器件的响应时间；⑤可见光环形LED器件可以制备成1W的功率型器件；⑥适合应用于LED照明灯具应用领域。
说明书附图
图1是实例1的可见光通信LED器件结构示意图。
图2是图1所示的可见光通信LED器件结构的顶视图。
图3是图1所示可见光通信LED器件结构的截面图。
图4是实例2的可见光通信LED器件结构示意图。
图5是图4所示的可见光通信LED器件结构的顶视图。
图6是图4所示可见光通信LED器件结构的截面图。
具体实施方式
以下结合后附图和实例对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
根据图1、图2和图3结构，选用GaN材料，采用金属有机化学汽相外延淀积（MOCVD）技术，生长GaN/InGaN材料外延片，利用半导体平面工艺线，制备四个芯片（中部芯片为圆形），在每个芯片上，采用蒸镀或者溅射方法制备环形金属正电极，材料可以选择Al或者石墨烯等。如图1，可见光通信LED器件包括四个几何中心点重叠且位于同一平面的LED芯片，由外到内分别是第一环形芯片102、第二环形芯片103、第三环形芯片104和中部芯片105，每个芯片的边缘上绕设有环形金属正电极，其中在中部芯片105上设有第一金属环形正电极111，在第三环形芯片104上设有第二金属环形正电极112，在第二环形芯片103上设有第三金属环形正电极113，在第一环形芯片102上的第四金属环形正电极114，可见光通信LED器件101的底面即每个芯片的n型层116底面与器件负电极115连接，器件负电极115为圆形且位于器件底部，器件负电极115的外径大于第四金属环形正电极114的外径，器件环形正电极110连接在器件负电极115的边缘上方且相互绝缘；第一金属环形正电极111、第二金属环形正电极112、第三金属环形正电极113、第四金属环形正电极114均各自独立地通过正电极焊接线（106、107、108、109）与器件环形正电极110连接。
如图4、图5、图6所示，是另一种实例，可见光通信LED器件共由四个角部圆弧过渡的正方形环形芯片（202、203、204、205）构成，每个芯片上设计有角部为圆弧过渡的正方形环形金属正电极（206、207、208、209），另一组正电极焊接线（211、212、213、214），器件环形正电极210， 器件负电极215。其连接关系与实施例1一致。
如图3、图6，选用GaN材料制作蓝光LED，采用金属有机化学汽相外延淀积（MOCVD）技术，生长GaN/InGaN外延片，利用半导体平面工艺线，前述每个实例均制备四个芯片，器件n型层116/216提供电子， p型层118/218提供电荷，它们同时在发光层（量子阱层）117/217复合并且发光；器件环形正电极110，芯片衬底是器件负电极115，一起形成正负电源连接端。
本实例中的器件采用环形发光芯片结构；在环形或者圆形芯片上制备金属环形正电极结构；使得在发光层（量子阱层）的电子和空穴载流子复合均匀；这样能有效提升复合速率，即提升可见光LED器件的响应时间；可见光环形LED器件可以制备成1W的功率型器件；适合应用于LED照明灯具应用领域。
Claims (1)
1.一种可见光通信LED器件，其特征在于：包括四个几何中心点重叠且位于同一平面的LED芯片，由外到内分别是第一环形芯片、第二环形芯片、第三环形芯片和中部芯片，每个芯片的边缘上绕设有环形金属正电极，其中在中部芯片上设有第一金属环形正电极，在第三环形芯片上设有第二金属环形正电极，在第二环形芯片上设有第三金属环形正电极，在第一环形芯片上的第四金属环形正电极，可见光通信LED器件的底面即每个芯片的n型层底面与器件负电极连接，器件负电极为圆形且位于器件底部，器件负电极的外径大于第四金属环形正电极的外径，器件环形正电极连接在器件负电极的边缘上方且相互绝缘；第一金属环形正电极、第二金属环形正电极、第三金属环形正电极、第四金属环形正电极均各自独立地通过正电极焊接线与器件环形正电极连接；每个芯片均由n型层、发光层、p型层共同组成；每个芯片之间均采用化学方法刻蚀形成沟道，使得芯片之间相互电气隔离，n型层与器件负电极连接并且导电，器件环形正电极与器件负电极连接且电气绝缘；第一环形芯片、第二环形芯片、第三环形芯片均为圆环形或四个角为圆弧过渡的正方形环形，相应地，所述中部芯片为圆形或为圆弧过渡的正方形环形。
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