[发明专利]调制带宽增强的可见光通信光源及其制备方法

说明书

本公开提供一种调制带宽增强的可见光通信光源及其制备方法，其包括：外延片(10)；n型结构层(20)，位于所述外延片(10)上；三基色有源区(30)，位于所述n型结构层(20)上，为阵列排布的纳米柱，所述纳米柱之间填充绝缘物质；透明导电层(40)，位于所述三基色有源区(30)上；p电极(50)，位于所述透明导电层(40)上；以及n电极(60)，位于未被所述三基色有源区(30)覆盖的n型结构层(20)表面，阵列排布的纳米柱结构有利于载流子高效快速的复合，使光源具有更高的光效，减小了减少载流子复合寿命，提高了调制带宽。

技术领域

本公开涉及照明光源领域，尤其涉及一种调制带宽增强的可见光通信光源及其制备方法。

背景技术

可见光通信是一种在白光LED技术上发展起来的新兴的短距离自由空间光无线通信技术，白光LED作为可见光通信的光源，具有功率高、节约能源等优点，衡量可见光通信系统性能的一个重要指标是调制带宽，它是信道容量和传输速率的决定性因素，带宽越大说明工作性能越好，而影响调制带宽的两个因素一个是RC时间，一个是载流子自发辐射寿命。

一般获得白光LED的方式是通过氮化镓基蓝光LED芯片结合钇铝石榴石荧光粉，激发获得黄光，从而混合得到白光，这种方法获得的白光LED光效很低，而且存在很大的能量损耗；另一种常见的方法是基于三基色混合的单芯片白光LED，这种LED的优点是光效高且显色性好，但现有的单芯片白光LED常采用三基色量子阱垂直堆叠的结构来获得白光，这种结构虽然可以直接通过材料外延获得，但是短波长的光出射时会被长波长量子阱再次吸收，不能实现对三种颜色的比例有效地灵活地控制。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种调制带宽增强的可见光通信光源及其制备方法，以缓解现有技术中的白光LED光效低，而且存在很大的能量损耗，三基色的三种颜色比例不能灵活有效地控制等技术问题。

(二)技术方案

在本公开的一个方面，提供一种调制带宽增强的可见光通信光源，包括：外延片10；n型结构层20，位于所述外延片10上；三基色有源区30，位于所述n型结构层20上，为阵列排布的纳米柱，所述纳米柱之间填充绝缘物质；透明导电层40，位于所述三基色有源区30上；p电极50，位于所述透明导电层40上；以及n电极60，位于未被所述三基色有源区30覆盖的n型结构层20表面。

在本公开实施例中，所述外延片10为基于蓝宝石、硅、氮化镓、碳化硅或玻璃衬底的氮化镓、氮化铝或铝镓氮外延片。

在本公开实施例中，所述三基色有源区30包括：红色有源区、绿色有源区以及蓝色有源区，所述三基色有源区30的红色有源区、绿色有源区以及蓝色有源区的纳米柱阵列排布形状包括：矩形、圆形或者扇形。

在本公开实施例中，所述纳米柱直径为100nm-500nm，纳米柱之间间距为50nm-1000nm。

在本公开实施例中，所述三基色有源区30面积占n型结构层20上表面面积的3/4或以上，但未全覆盖n型结构层20上表面。

在本公开实施例中，所述三基色有源区30的纳米柱之间填充的绝缘物质包括：SOG或PMMA。

在本公开实施例中，所述透明导电层40的制备材料包括：ITO、石墨烯或者氧化锌中的一种。