Micro LED除了照明以及顯示技術，還能將訊號加在Micro LED當光源傳輸，賦予兼具照明及資料傳輸的通訊應用，若照明波段落在可見光，就稱為可見光通訊（Visible Light Communication， VLC）。

由於Micro LED具低功耗及較高調變頻寬，可見光通訊領域有很大潛力。可見光通訊成本來自發射元件、接收元件、驅動電路、可見光通訊的專用晶元等，然而價格限制可見光通訊發展，需不斷改進製程，降低生產成本，才能使光通訊大規模推廣，透過市場帶動技術發展，規模化生產促進光通訊成本降低。

近期台大林恭如教授團隊、陽明交通大學郭浩中教授團隊及東京大學暨日本學術振興會程志賢特別研究員，合作開發帶奈米光柵結構的半極化綠光2×2微型發光二極體（Micro LED）陣列並進行高速傳輸封裝以實現高速無線可見光傳輸其傳輸位元率可達5Gbit/s，如下圖所示。綠光2×2 Micro LED陣列的特殊設計可有效抑制量子局限史塔克效應（Quantum-confined Start effect）以擁有低極化相關電場和平坦的量子井能帶。

（a）奈米結構半極化綠光Micro LED元件示意圖；（b）（c）2×2 Micro LED元件點亮與未點亮在光學顯微鏡下的影像。

為了解決晶元縮小因表面缺陷造成LED光電特性不佳的問題，郭浩中教授研究團隊導入原子層鈍化沉積技術（Atomic layer deposition， ALD）提升元件輻射複合的效率，減少漏電流的產生，開發出高性能的高速綠光Micro LED元件。此效應使綠光2×2 Micro LED陣列表現出2.5V啟動電壓及電流密度1A/cm2操作下得到0.3mW輸出功率。

綠光2×2 Micro LED陣列相較一般傳統LED元件展現較小波長偏移。另一方面，50m大孔徑設計有效降低元件的電容宜以提升整體3-dB調變頻寬及更大偏壓表現-1dB功率壓縮。綠光2×2 Micro LED陣列設計相較單顆Micro LED元件也可有效降低整體的元件以降低功耗。

搭配特定高速傳輸封裝使綠光2×2 Micro LED陣列在非歸零開關鍵控格式訊號（Non-Return-to-Zero On-OFF Keying）傳輸下，傳輸位元率可達1.5Gbit/s。如下圖（a）所示。

（a）-（f） NRZ-OOK傳輸下的眼圖分析，傳輸位元率可達1.5Gbit/s。

寬頻正交振幅調變─正交分頻多工格式傳輸系統下，使用8階正交振幅調變─正交分頻多工格式訊號且採樣率為16GS操作下，誤碼率可達3.3×10-3，總傳輸位元率達4.5Gbit/s。綠光2×2 Micro LED陣列使用載入離散多音（Bit-Loaded Discrete Multitone）格式傳輸可超過5Gbit/s傳輸位元率，為目前已知綠光調變最高的總傳輸位元率，如下圖所示。

比較利用NRZ-OOK與OFDM調變方式達到的總傳輸位元率。

此次顯示綠光2×2 Micro LED陣列有更大潛力，當與手持行動裝置封裝結合以應用可見光通訊或光無線通訊領域等未來應用。相關研究成果被2021年被頂尖光電期刊《Photonics Research》接受。

白光照明VLC研究，陽明交通大學郭浩中教授團隊與與美國新創公司Saphlux、耶魯大學、廈門大學研究人員合作，採用半極化（Semipolar）的Micro LED結合提出全彩顯示PNCs-Micro LED（Perovskite NCs，PNCs）顯示技術，是使用半極性（20-21）藍色Micro LED陣列觸發，有發射綠色的CsPbBr3和發射紅色的CsPbBrI2 PNCs，如下圖所示。接著外層披覆SiO2以增強穩定性，使PNCs可在老化測試超過1,300小時後成功保持光強度。

可撓式色轉換層的製作流程與PNCs-Micro LED白光元件影像圖。

此外，半極性（20-21）Micro LED陣列有良好波長偏移特性，不同電流密度下，與有同對數量子阱（MQW）設計的c-plane Micro LED相比，波長偏移僅為2.7 nm，如下圖（c）。 PNCs產生的紅色和綠色顯著提高色純度和色域，可達127.23% NTSC標準色域面積佔比和95.00% Rec. 2020，如下圖（b）。

同時也提供655MHz頻寬和1.2Gbp/s數據傳輸速率，如下圖（a）（d）-（f）的PNC-Micro LED有色偏小、色域大、頻寬高、穩定性強等優點，相關研究成果被2021年被頂尖光電期刊《Photonics Research》接受。

（a）不同操作電流下的半極化藍光Micro LED頻率回應；（b） PNCs-Micro LED的色域面積圖；（c）半極化藍光Micro LED在不同操作電流密度條件下的波長位移；（d）-（f） NRZ-OOK傳輸下的眼圖分析，傳輸位元率可達1.2Gbit/s。

（資料來源：陽明交通大學）