用于可見光高速通信的led燈具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種LED燈具，尤其是一種用于可見光高速通信的LED燈具，屬于LED可見光通信的【技術(shù)領(lǐng)域】。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述用于可見光高速通信的LED燈具，包括燈罩以及位于所述燈罩內(nèi)的基板，所述基板上設(shè)置若干用于可見光通信的LED光源，所述LED光源采用RGB-LED光源，LED光源內(nèi)的紅光LED芯片、藍(lán)光LED芯片以及綠光LED芯片均采用高壓芯片封裝結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，提升了LED燈的光效，提高了通信帶寬，能滿足高速通信的要求，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
【專利說明】用于可見光高速通信的LED燈具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種LED燈具，尤其是一種用于可見光高速通信的LED燈具，屬于 LED可見光通信的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 自2000年可見光通信的概念出現(xiàn)至今，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)利用白光LED作為光源同 時(shí)滿足照明與通信的要求。與其他光源相比，白光LED具有更高的調(diào)制帶寬，更有利于實(shí)現(xiàn) 高速通信。目前，用于可見光通信燈具的LED白光光源是PC-LED (藍(lán)光LED芯片表面涂覆 黃色熒光粉產(chǎn)生白光），通過對(duì)電源電流調(diào)制使LED燈具產(chǎn)生明暗變化，產(chǎn)生可用于通訊的 二進(jìn)制〇、1信號(hào)。采用此方法的LED燈具通訊速度一般只能達(dá)到幾個(gè)Mb/S，難以滿足高速 通信的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于可見光高速通信 的LED燈具，其結(jié)構(gòu)緊湊，提升了 LED燈的光效，提高了通信帶寬，能滿足高速通信的要求， 適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
[0004] 按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述用于可見光高速通信的LED燈具，包括燈 罩以及位于所述燈罩內(nèi)的基板，所述基板上設(shè)置若干用于可見光通信的LED光源，所述LED 光源采用RGB-LED光源，LED光源內(nèi)的紅光LED芯片、藍(lán)光LED芯片以及綠光LED芯片均采 用高壓芯片封裝結(jié)構(gòu)。
[0005] 所述采用高壓芯片封裝結(jié)構(gòu)的藍(lán)光LED芯片或綠光LED芯片包括襯底以及位于 所述襯底上的若干N型GaN層，襯底上的相鄰N型GaN層通過隔離槽相隔離，所述N型GaN 層上設(shè)置有多層量子阱，所述多層量子阱上設(shè)置P型GaN層，在P型GaN層上設(shè)置電流擴(kuò)展 層，所述電流擴(kuò)展層上覆蓋有絕緣層，所述絕緣層填充在隔離槽內(nèi)；在襯底的上方設(shè)置P打 線電極與N打線電極，所述P打線電極與N打線電極分別位于外側(cè)的N型GaN層上方，P打 線電極與下方對(duì)應(yīng)的電流擴(kuò)展層電連接，N打線電極與下方對(duì)應(yīng)的N型GaN層電連接；填充 有絕緣層的隔離槽內(nèi)設(shè)置有PN互連電極層，以通過PN互連電極層將襯底上的多個(gè)芯片串 接成高壓芯片。
[0006] 所述襯底采用藍(lán)寶石襯底，絕緣層為二氧化硅層。
[0007] 所述PN互連電極層支撐在絕緣層上，PN互連電極層的一端與隔離槽一側(cè)的N型 GaN層電連接，PN互連電極層的另一端與隔離槽另一側(cè)的N型GaN層上方的電流擴(kuò)展層電 連接。
[0008] 所述燈罩采用散熱器，所述散熱器的底端設(shè)有面罩，所述散熱器與面罩間設(shè)有導(dǎo) 光板，所述導(dǎo)光板位于基板的正下方。
[0009] 所述散熱器外的頂端設(shè)置驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源，所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源通過電源支架安裝在 散熱器外的頂端，散熱器的外壁具有若干散熱翅片；所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源提供LED光源的工 作電源，并能LED光源的工作電流進(jìn)行調(diào)制。
[0010] 所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源對(duì)LED光源的電流進(jìn)行2n(n為大于1的整數(shù)）階的調(diào)制，以得 到在可見光通信中的多階信號(hào)。
[0011] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：燈罩內(nèi)的LED光源采用RGB-LED光源，且RGB-LED光源中，紅 光LED芯片、藍(lán)光LED芯片以及綠光LED芯片采用高壓芯片的封裝結(jié)構(gòu)，從而能夠有效提高 可見光通信中的帶寬，提高可見光通信的響應(yīng)速率，對(duì)LED光源采用多階電流調(diào)制，提高可 見光通信中的傳輸信息容量以及通信速率，結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型的立體圖。
[0013] 圖2為本實(shí)用新型的剖視圖。
[0014] 圖3為本實(shí)用新型藍(lán)光LED芯片或綠光LED芯片的高壓封裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖4為本實(shí)用新型高壓封裝的剖視圖。
[0016] 附圖標(biāo)記說明：1-面罩、2-彈簧卡扣、3-驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源、4-散熱器、5-定位圈、 6-電源支架、7-基板、8-導(dǎo)熱膠、9-LED光源、10-導(dǎo)光板、11-襯底、12-N型GaN層、13-多 層量子阱、14-P型GaN層、15-電流擴(kuò)展層、16-絕緣層、17-P打線電極、18-PN互連電極層以 及19-N打線電極。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0018] 如圖1和圖2所示：為了提升了 LED燈的光效，提高了通信帶寬，能滿足高速通信 的要求，本實(shí)用新型包括燈罩以及位于所述燈罩內(nèi)的基板7,所述基板7上設(shè)置若干用于可 見光通信的LED光源9,所述LED光源9采用RGB-LED光源，LED光源9內(nèi)的紅光LED芯片、 藍(lán)光LED芯片以及綠光LED芯片均采用高壓芯片封裝結(jié)構(gòu)。
[0019] 具體地，采用RGB-LED (紅、綠、藍(lán)三色LED芯片進(jìn)行混色形成白光）作為燈具的光 源，克服了現(xiàn)有PC-LED (藍(lán)色芯片需要激發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生白光）響應(yīng)速率慢的問題，提升 了 LED燈具進(jìn)行可見光通信的帶寬。
[0020] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，RGB-LED光源中包含紅光LED芯片、藍(lán)光LED芯片以及綠光 LED芯片，其中，紅光LED芯片、藍(lán)光LED芯片以及綠光LED芯片可以分別由更小單元的微 芯片串聯(lián)而成，采用集成封裝的方式形成高壓芯片。高壓芯片與普通電壓的芯片相比，可降 低流過每顆微芯片的電流，電流可均勻擴(kuò)撒致每個(gè)微芯片，降低了寄生電容，提升芯片的光 效，進(jìn)一步提升了 LED燈具在可見光通信中的帶寬。
[0021] 所述燈罩采用散熱器4,所述散熱器4的底端設(shè)有面罩1，所述散熱器4與面罩1 間設(shè)有導(dǎo)光板10,所述導(dǎo)光板10位于基板7的正下方。
[0022] 所述散熱器4外的頂端設(shè)置驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源3,所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源3通過電源支架 6安裝在散熱器4外的頂端，散熱器4的外壁具有若干散熱翅片；所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源3提供 LED光源9的工作電源，并能LED光源9的工作電流進(jìn)行調(diào)制。
[0023] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源3能與外部交流電連接，當(dāng)驅(qū)動(dòng)調(diào)制電 源3與外部交流電連接后，能為基板7上的LED光源9提供工作所需的電壓。所述散熱器 4的底端設(shè)有面罩I，所述散熱器4與面罩1間設(shè)有導(dǎo)光板10。散熱器4呈罩狀，面罩1呈 平板狀，以散熱器4構(gòu)成的筒燈為例進(jìn)行說明，當(dāng)然，形成的燈具結(jié)構(gòu)還可以采用形式的， 具體不再列舉。
[0024] 所述面罩1上設(shè)置堅(jiān)直向上分布的定位圈5,散熱器4位于定位圈5內(nèi)，散熱器4 利用定位圈5與面罩1安裝固定。導(dǎo)光板10能對(duì)LED光源9發(fā)出的光線進(jìn)行導(dǎo)光輸出，避 免產(chǎn)生炫目等，導(dǎo)光板10位于散熱器4的端部，且位于散熱器4與面罩1之間，導(dǎo)光板10 也位于定位圈5內(nèi)。
[0025] 所述散熱器4上設(shè)置對(duì)稱分布的彈簧卡扣2。通過彈簧卡扣2能夠?qū)⒄麄€(gè)燈具安 裝固定在所需的位置，利用彈簧卡扣2進(jìn)行安裝固定，為本【技術(shù)領(lǐng)域】常用的技術(shù)手段，彈簧 卡扣2的具體結(jié)構(gòu)為本【技術(shù)領(lǐng)域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0026] 所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源3通過電源支架6安裝在散熱器4外的頂端，散熱器4的外壁 具有若干散熱翅片。通過散熱翅片能提高散熱器4的散熱面積，提高散熱效率，確保對(duì)LED 光源9的散熱效果。所述基板7采用鋁基板，基板7與散熱器4內(nèi)的底壁間設(shè)置有導(dǎo)熱膠 8?；?采用鋁基板，使得具有較好的散熱效果，此外，基板7還可以采用常用的其他材料。 導(dǎo)熱膠8能將基板7上的熱量及時(shí)有效地傳導(dǎo)到散熱器4上，通過散熱器4上的翅片結(jié)構(gòu) 進(jìn)行散熱，確保LED光源9的工作穩(wěn)定性與可靠性。
[0027] 如圖3和圖4所示，所述采用高壓芯片封裝結(jié)構(gòu)的藍(lán)光LED芯片或綠光LED芯片 包括襯底11以及位于所述襯底11上的若干N型GaN層12,襯底11上的相鄰N型GaN層 12通過隔離槽相隔離，所述N型GaN層12上設(shè)置有多層量子阱13,所述多層量子阱13上 設(shè)置P型GaN層14,在P型GaN層14上設(shè)置電流擴(kuò)展層15,所述電流擴(kuò)展層15上覆蓋有 絕緣層16,所述絕緣層16填充在隔離槽內(nèi)；在襯底11的上方設(shè)置P打線電極17與N打線 電極19,所述P打線電極17與N打線電極19分別位于外側(cè)的N型GaN層12上方，P打線 電極17與下方對(duì)應(yīng)的電流擴(kuò)展層15電連接，N打線電極19與下方對(duì)應(yīng)的N型GaN層12電 連接；填充有絕緣層16的隔離槽內(nèi)設(shè)置有PN互連電極層18,以通過PN互連電極層18將 襯底11上的多個(gè)芯片串接成高壓芯片。
[0028] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，藍(lán)光LED芯片或綠光LED芯片的結(jié)構(gòu)相同，僅僅是多層量子 阱13的不同，可以設(shè)置多層量子阱13來得到藍(lán)光ED芯片或綠光LED芯片，具體為本技術(shù) 領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。此外，紅光LED芯片的結(jié)構(gòu)與藍(lán)光LED芯片以及綠光LED 芯片的結(jié)構(gòu)不同，但只要能將多個(gè)紅光LED芯片串接成高壓芯片封裝即可，此處不再一一 列舉。
[0029] 圖3和圖4中示出了，三個(gè)藍(lán)光LED芯片或三個(gè)綠光LED芯片的串接封裝結(jié)構(gòu)，當(dāng) 采用多個(gè)藍(lán)光LED芯片或綠光LED芯片的結(jié)構(gòu)時(shí)，進(jìn)行上述擴(kuò)展即可。在襯底11上每個(gè) LED芯片的結(jié)構(gòu)通過隔離槽進(jìn)行隔離，絕緣層16填充在隔離槽內(nèi)，并將每個(gè)LED芯片的結(jié) 構(gòu)進(jìn)行覆蓋，即絕緣層16將電流保護(hù)層15、P型GaN層14、多層量子阱13以及N型GaN層 12的外圈進(jìn)行覆蓋。此外，相鄰的N型GaN層12還通過絕緣層16進(jìn)行絕緣隔離。
[0030] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，無論采用多少個(gè)LED芯片的串接形成高壓芯片，在襯底11 上只需要設(shè)置一個(gè)P打線電極17以及一個(gè)N打線電極19。在設(shè)置P打線電極17的下方 設(shè)置貫通絕緣層16的開口，P打線電極17通過開口與電流擴(kuò)展層15電連接；同時(shí)，在設(shè)置 N打線電極19的下方設(shè)置貫通絕緣層16的開口，N打線電極19通過開口與N型GaN層12 電連接。
[0031] 一般地,P打線電極17與N打線電極19分別位于襯底11上方的外側(cè)，圖3和圖4 中，P打線電極17位于襯底11上最左側(cè)的N型GaN層12上方，N打線電極19位于襯底11 上最右側(cè)的N型GaN層上；PN互連電極層18位于P打線電極17與N打線電極19之間，相 鄰的LED芯片間通過PN互連電極層18電連接，以將襯底11上形成的多個(gè)藍(lán)光LED芯片或 綠光LED芯片相互串接成一體，形成所需的高壓芯片。
[0032] 進(jìn)一步地，所述襯底11采用藍(lán)寶石襯底，絕緣層16為二氧化硅層。所述PN互連 電極層18支撐在絕緣層16上，PN互連電極層18的一端與隔離槽一側(cè)的N型GaN層12電 連接，PN互連電極層18的另一端與隔離槽另一側(cè)的N型GaN層12上方的電流擴(kuò)展層15電 連接。
[0033] 所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源3對(duì)LED光源9的電流進(jìn)行2n(n為大于1的整數(shù)）階的調(diào)制， 以得到在可見光通信中的多階信號(hào)。本實(shí)用新型實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源3使LED光源9 的工作電流進(jìn)行調(diào)制，以使得LED光源9發(fā)出不同亮度的光線，將不同的亮度進(jìn)行分階，與 傳統(tǒng)的二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制相比，多階信號(hào)調(diào)制在單位時(shí)間傳輸?shù)男畔⑷萘扛蟆２捎么朔椒ǎ?可以提高LED燈具的帶寬，極大提高LED燈具的通訊速率，可以達(dá)到500Mb/S以上。
[0034] 對(duì)LED光源9進(jìn)行調(diào)流調(diào)制的不同，即η取不同值時(shí)，相應(yīng)的編碼情況，可以參考 下述表格，具體地：
[0035] 1)、二進(jìn)制編碼（n = 1)
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于可見光高速通信的LED燈具，其特征是：包括燈罩以及位于所述燈罩內(nèi)的 基板（7 )，所述基板（7 )上設(shè)置若干用于可見光通信的LED光源（9 )，所述LED光源（9 )采用 RGB-LED光源，LED光源（9)內(nèi)的紅光LED芯片、藍(lán)光LED芯片以及綠光LED芯片均采用高 壓芯片封裝結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可見光高速通信的LED燈具，其特征是：所述采用高壓 芯片封裝結(jié)構(gòu)的藍(lán)光LED芯片或綠光LED芯片包括襯底（11)以及位于所述襯底（11)上的 若干N型GaN層（12)，襯底（11)上的相鄰N型GaN層（12)通過隔離槽相隔離，所述N型 GaN層（12)上設(shè)置有多層量子阱（13)，所述多層量子阱（13)上設(shè)置P型GaN層（14)，在P 型GaN層（14)上設(shè)置電流擴(kuò)展層（15)，所述電流擴(kuò)展層（15)上覆蓋有絕緣層（16)，所述絕 緣層（16)填充在隔離槽內(nèi)；在襯底（11)的上方設(shè)置P打線電極（17)與N打線電極（19)， 所述P打線電極（17)與N打線電極（19)分別位于外側(cè)的N型GaN層（12)上方，P打線電 極（17)與下方對(duì)應(yīng)的電流擴(kuò)展層（15)電連接，N打線電極（19)與下方對(duì)應(yīng)的N型GaN層 (12)電連接；填充有絕緣層（16)的隔離槽內(nèi)設(shè)置有PN互連電極層（18)，以通過PN互連電 極層（18)將襯底（11)上的多個(gè)芯片串接成高壓芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于可見光高速通信的LED燈具，其特征是：所述襯底（11) 采用藍(lán)寶石襯底，絕緣層（16)為二氧化硅層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于可見光高速通信的LED燈具，其特征是：所述PN互連電 極層（18)支撐在絕緣層（16)上，PN互連電極層（18)的一端與隔離槽一側(cè)的N型GaN層 (12)電連接，PN互連電極層（18)的另一端與隔離槽另一側(cè)的N型GaN層（12)上方的電流 擴(kuò)展層（15)電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可見光高速通信的LED燈具，其特征是：所述燈罩采用 散熱器（4)，所述散熱器（4)的底端設(shè)有面罩（1 )，所述散熱器（4)與面罩（1)間設(shè)有導(dǎo)光板 (10)，所述導(dǎo)光板（10)位于基板（7)的正下方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于可見光高速通信的LED燈具，其特征是：所述散熱器（4) 外的頂端設(shè)置驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源（3)，所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源（3)通過電源支架（6)安裝在散熱器 (4)外的頂端，散熱器（4)的外壁具有若干散熱翅片；所述驅(qū)動(dòng)調(diào)制電源（3)提供LED光源 (9)的工作電源，并能LED光源（9)的工作電流進(jìn)行調(diào)制。
【文檔編號(hào)】F21V29/00GK204141340SQ201420630798
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】張琦, 黃慧詩 申請(qǐng)人:江蘇新廣聯(lián)光電股份有限公司