[发明专利]一种可见光通信LED器件

权利要求书

1.一种可见光通信LED器件，其特征在于，通过将多个微阵列可单独寻址的LED芯片集成在一起，多个LED芯片分成不同光色的LED芯片区域，利用不同区域的芯片明暗交替，来实现信号识别；

所述可见光通信LED器件包括四块不同的LED芯片区域，分别为红光微阵列LED R区、绿光微阵列LED G区、蓝光微阵列LED B区和白光LED RGB区；

蓝光B区与绿光G区选用GaN材料，利用MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长LED结构，自下而上分别为蓝宝石衬底、非掺杂的GaN缓冲层、n-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、AlGaN电流阻挡层和p-GaN层；通过调节InGaN/GaN多量子阱的厚度以满足G、B区不同波长发射光的要求；

利用光刻工艺与感应耦合等离子体刻蚀工艺，使阵列中微型LED器件之间相互电学隔离，并在刻蚀选区部分除去p-GaN层、AlGaN电流阻挡层和InGaN/GaN多量子阱层，直至暴露出n-GaN层；外部n-GaN层区域的直径为100um，内部p-GaN层区域的直径为50um；

再次利用光刻暴露出两个环形区域，通过电子束蒸发沉积Cr/Pd/Au金属叠层作为p型和n型电极，并在200℃的N₂气氛中快速退火2min，环形p电极与环形n电极的内径差均为5um；

利用通断键控制和脉冲宽度调制技术，将不同的信号通过驱动器放大后通过直流偏置器加载到R、G、B这三个区域的芯片上，这三束不同颜色的光束在空间耦合，并在空间传输；在接收端，采用红、绿、蓝三色滤光片将不同波长的信号选择出来，再由接收电路进行信号采集和后端处理，实现信号识别与数据传输。

2.根据权利要求1所述的可见光通信LED器件，其特征在于，R区微阵列LED的芯片均为N×N的阵列结构，2×2微型LED单元的p电极与其所包围的pad金属层电极互联，每两行2N个微型LED单元通过p型金属线共同引出一个p pad接触层；阵列中所有微阵列LED共n极，在芯片底面引出一个n pad接触层。

3.根据权利要求1所述的可见光通信LED器件，其特征在于，G、B区微阵列LED的芯片均为N×N的阵列结构，2×2微型LED单元的n电极与其所包围的pad金属层电极互联，每两行2N个微型LED单元通过n型金属线共同引出一个行pad接触层；每两列2N个微型LED单片的p电极进行电极互联，并共同引出一个列pad接触层。

4.根据权利要求1所述的可见光通信LED器件，其特征在于，R、G、B区中，微型LED的单一发光单元的直径为100-200um，相邻微型LED单元的间距为50um，其中矩形pad金属层的边长为50um。

5.根据权利要求1所述的可见光通信LED器件，其特征在于，R、G、B区满足不同波长发射光的要求，其中R区红光的波长为600～620nm，G区绿光的波长为520～540nm，B区蓝光的波长为440～460nm。

6.根据权利要求1所述的可见光通信LED器件，其特征在于，白光区的大功率RGB型白光LED芯片，在直流电源的作用下，发出稳定的白光。

7.根据权利要求1所述的可见光通信LED器件，其特征在于，利用MIMO技术，R、G、B区阵列中不同区域的微阵列LED芯片可分别控制，发送不同数据，并由多个光电探测器接收。