一种发光器件的制作方法

1.本实用新型涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种发光器件。


背景技术：

2.可见光通信(visible light communication)技术是随着白光发光二极管(light emitting diode，led)照明技术的发展而兴起的无线光通信技术。与传统的有线传输相比，可见光通信具有发射功率高、无电磁干扰、节约能源等优点，因此在全世界范围内得到了广泛的关注和研究。
3.虽然可见光通信具有频谱资源丰富、绿色安全无电磁辐射等优点，但led再通讯领域始终难以实现较大的突破。其主要原因有：
4.1、单个led光强不足，难以实现较大的输出功率。
5.2、由于led的自身电容，在较高频率(》40mhz)的输入电流情况下，会产生容抗阻碍电流，使得输出信号的频率衰减，导致器件的响应频率较低。
6.基于以上原因，有必要对现有的led结构进行优化，使其性能提升至较优水平，以满足可见光通信的需求。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种发光器件，用于优化并提升可见光的通信性能。
8.本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
9.一种发光器件，至少包括芯片组件和电感线圈：
10.所述芯片组件包括多个led发光单元，多个所述led发光单元共用衬底，所述衬底上设置有阵列正电极和阵列负电极；
11.每个所述led发光单元至少包括依次层叠设置的n型氮化物层、有源层和p型氮化物层，所述led发光单元具有单元正电极和单元负电极，所述单元正电极位于所述p型氮化物层，所述单元负电极位于所述n型氮化物层；
12.在所述芯片组件中，一个所述led发光单元的单元正电极电连接另一个所述led发光单元的单元负电极，以使多个所述led发光单元串联，串联的多个所述led发光单元端部的单元正电极电连接所述阵列负电极，串联的多个所述led发光单元中端部的单元负电极电连接所述阵列正电极；
13.所述电感线圈设置在所述衬底上，且所述电感线圈围绕在所述芯片组件的外周，在所述衬底的厚度方向上，所述电感线圈的外圈高于相邻的内圈并呈螺旋上升结构。
14.在一可选的方案中，多个所述led发光单元呈方形阵列排布，一个所述led发光单元的单元正电极与相邻的另一个所述led发光单元的单元负电极通过导线电连接。
15.在一可选的方案中，发光器件还包括缓冲层，所述缓冲层设置在所述芯片组件与所述衬底之间。
16.在一可选的方案中，所述n型氮化物层、有源层和p型氮化物层从下至上依次层叠
设置在所述衬底上，所述单元正电极位于所述p型氮化物层上，所述单元负电极位于所述n型氮化物层上；或者，
17.所述p型氮化物层、有源层和n型氮化物层从下至上依次层叠设置在所述衬底上，所述单元正电极位于所述p型氮化物层上，所述单元负电极位于所述n型氮化物层上。
18.在一可选的方案中，所述电感线圈的内周或外周设置有光反射层。
19.在一可选的方案中，所述光反射层为无机材料光反射层。
20.在一可选的方案中，所述发光器件还包括透明绝缘保护层，所述透明绝缘保护层包覆所述电感线圈、所述阵列正电极和所述阵列负电极。
21.在一可选的方案中，所述电感线圈的两端分别设置有第一引脚和第二引脚，所述第一引脚电连接所述阵列正电极并被所述透明绝缘保护层包覆，所述第二引脚从所述透明绝缘保护层中露出。
22.在一可选的方案中，所述电感线圈的电感数值的范围为20nh-200nh。
23.在一可选的方案中，所述发光器件中的电感线圈的两端中，其中一端用于连接自身的阵列正电极，另一端用于连接另一个所述发光器件的阵列负电极。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少包括：
25.1.多个led发光单元串联可减少电容、增加光强，进而提高通信性能。
26.2.电感线圈设置在芯片组件的外周，在抑制信号衰减的同时，通过对侧壁出光的反射作用能提高出光效率，提高垂直方向的发光亮度和信号传输性能。
27.3.单个发光器件再串联可进一步提高响应速率。
附图说明
28.图1是本实用新型实施例的发光器件的结构示意图。
29.图2是本实用新型实施例的发光器件沿垂直衬底方向的剖视图。
30.图3是本实用新型实施例的串联组件的结构示意图。
31.图中：1、衬底；2、led发光单元；21、n型氮化物层；22、有源层；23、p型氮化物层；3、电感线圈；31、第一引脚；32、第一引脚；4、阵列正电极；5、阵列负电极；6、单元正电极；7、单元负电极；8、缓冲层；9、透明绝缘保护层。
具体实施方式
32.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
33.本实用新型中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本实用新型保护范围内。
34.参见图1-2所示，本实用新型提供了一种发光器件，该发光器件可以作为照明通信两用的器件，该发光器件至少包括芯片组件和电感线圈3。
35.芯片组件包括多个led发光单元2，多个所述led发光2单元共用衬底1，所述衬底1上设置有阵列正电极4和阵列负电极5，本实施例中衬底1由蓝宝石、硅、碳化硅或氮化镓中
的一种材料制成，阵列正电极4和阵列负电极5在衬底1上间隔设置以相互绝缘，从而避免电极短路。
36.每个led发光单元2至少包括依次层叠设置的n型氮化物层21、有源层22和p型氮化物层23，所述led发光单元2具有单元正电极6和单元负电极7，具体地，参见图2，所述n型氮化物层21、有源层22和p型氮化物层23从下至上依次层叠设置在所述衬底1上，所述单元正电极6位于所述p型氮化物层23上，所述单元负电极7位于所述n型氮化物层21上；或者，图未示，所述p型氮化物层23、有源层22和n型氮化物层21从下至上依次层叠设置在所述衬底1上，所述单元正电极6位于所述p型氮化物层23上，所述单元负电极7位于所述n型氮化物层21上，所述单元正电极6电连接所述p型氮化物层23，所述单元负电极7电连接所述n型氮化物层21。在所述芯片组件中，一个所述led发光单元2的单元正电极6电连接另一个所述led发光单元2的单元负电极7，具体可以通过导线连接，以使多个所述led发光单元2串联，串联的多个所述led发光单元2端部的单元正电极6电连接所述阵列负电极5，具体可以通过导线连接，串联的多个所述led发光单元2端部的单元负电极7电连接所述阵列正电极4，具体可以通过导线连接。
37.通过将多个led发光单元2串联在一起可提高光强，从而提高发光效率，进而使光通信性能得到改善，多个led发光单元2串联虽然会增加整个器件的电阻r，但是同样比列缩小了整个器件的电容c，降低了电路中的时间常数，相比单个led发光单元2，其整体响应频率得到了提升。
38.电感线圈3设置在所述衬底1上，且所述电感线圈3围绕在所述芯片组件的外周，在所述衬底1的厚度方向上，所述电感线圈3的外圈高于相邻的内圈并呈螺旋上升结构。
39.电感线圈3可减少容性电路产生的阻抗，起补偿和保护电路的作用，尤其是当电容和电感线圈3的吸收功率达到匹配时，电容和电感线圈3之间的能量交换抑制了输出信号的衰减，提高了发光器件的响应速率。除起到补偿阻抗、抑制信号衰减的作用外，电感线圈3还具备一定的反光作用(原因是电感线圈3类似碗状，芯片组件置于碗底，作为碗的侧壁的电感线圈3可以反射光线)。具体地说，从横截面视角来看(见图2)，电感线圈3的横截面呈现倾斜排列，电感线圈3最外围距离衬底1的高度至少大于发光层22的最底层距离衬底1的高度，以使得led发光单元2侧面射出的光线可经电感线圈3反射，提高垂直方向的发光亮度，垂直方向可以是衬底1的厚度方向，增强垂直方向的信号传输性能，满足垂直方向高亮度、高传输的场景需求。
40.在一具体实施方式中，多个所述led发光单元2呈方形阵列排布，一个所述led发光单元2的单元正电极6与相邻的另一个所述led发光单元2的单元负电极7通过导线电连接。
41.多个led发光单元2之间采用导线连接便于方形阵列的排布与制作，采用方形阵列布局能有效增加出光强度，从而提高发光效率。本实施例的芯片组件包括四个led发光单元2，四个led发光单元2排列成2
×
2的方形阵列，使得器件整体较小且具备较好的光效。
42.在一具体实施方式中，发光器件还包括缓冲层8，所述缓冲层8设置在所述芯片组件与所述衬底1之间。
43.每个led发光单元2可以共用缓冲层8并位于缓冲层8上，缓冲层8用于减少晶格失配和热失配，还可减少从衬底1传至芯片组件的作用力，提高环形发光单元的可靠性和使用寿命。本实施例的缓冲层8为ain缓冲层8。
44.在一具体实施方式中，所述电感线圈3的内周或外周设置有光反射层。
45.光反射层可增加电感线圈3对光的反射效应，进一步提高垂直方向的发光亮度，增强垂直方向的信号传输性能。
46.具体地，所述光反射层为无机材料光反射层。例如采用银或铝或氮化硅等无机材料覆于电感线圈3上形成光反射层，或者，单独设置一光反射层，以上材料具有反光效果好的优点。
47.在一具体实施方式中，所述发光器件还包括透明绝缘保护层9，所述透明绝缘保护层9包覆所述电感线圈3、所述阵列正电极4和所述阵列负电极5。
48.透明绝缘保护层9用于对电感线圈3进行隔离保护，同时将阵列正电极4与述阵列负电极5隔开，透明绝缘保护层9还可以将所述阵列正电极4和所述阵列负电极5与led发光单元2的n型氮化物层21、有源层22和p型氮化物层23隔开，避免出现电极短路问题。在具体制备过程中，可以先将导线与阵列正电极4或所述阵列负电极5焊接后，再灌注透明绝缘保护层9的材料，使材料覆盖所述阵列正电极4和所述阵列负电极5，固化或实现绝缘保护。本实施例中，透明绝缘保护层9优选为二氧化硅层，在具备隔离保护的作用的同时，还可增强电感线圈3的反光能力，提高垂直方向的发光亮度，使垂直方向的信号传输性能更好。
49.优选地，所述电感线圈3的两端分别设置有第一引脚31和第二引脚32，所述第一引脚31电连接所述阵列正电极4并被所述透明绝缘保护层9包覆，所述第二引脚32从所述透明绝缘保护层9中露出。
50.在一具体实施方式中，所述电感线圈3的电感数值的范围为20nh-200nh。
51.在频率为10mhz-100mhz的电路中，添加一个电感数值范围是20nh-200nh的电感线圈3可以有效降低电路中的阻抗，提高响应速率，且伴随着频率的提高，谐振所需的电感逐渐减小。
52.参见图3所示，在一具体实施方式中，发光器件中的电感线圈3的两端中，其中一端用于连接自身的阵列正电极4，另一端用于连接另一个所述发光器件的阵列负电极5。
53.通过将多个发光器件的电感线圈3依次串联，降低了整个串联组件的电容，可进一步提高整体的响应速率。
54.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下，在实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。