【技術實現步驟摘要】
本申請涉及激光顯示，尤其涉及一種全彩激光顯示裝置及其制造方法。
技術介紹
1、全彩激光顯示技術作為新一代顯示技術，正逐步成為推動高端制造業、智慧城市、智能家居、智能手機、虛擬現實、增強現實及智能駕駛等領域創新發展的力量。其中，垂直腔面發射激光器（vcsel）以其獨特的優勢——如光束質量卓越、高調制帶寬、長壽命及單模出光特性，加之其小巧的體積和易于集成的特性，為高密度電路與系統設計提供了理想的光源解決方案。vcsel的廣泛應用，不僅限于光通信領域，更在傳感器、激光打印、激光醫療、工業加工及激光顯示等多個領域展現出巨大潛力。
2、然而，盡管gan基vcsel技術取得了顯著進展，但在實現基于vcsel的全彩激光顯示方面，仍面臨諸多技術瓶頸與挑戰。特別是在全彩激光顯示的核心——紅綠藍三色vcsel的制備上，由于材料外延技術的復雜性及器件結構設計的限制，如“green?gap”問題（綠光效率與穩定性難題）以及高質量紅光量子阱生長的困難，直接阻礙了全彩激光顯示的商業化進程。此外，基于量子點的全彩激光顯示技術，盡管提供了另一種可能的解決路徑，但量子點材料在藍光性能上的不足，同樣限制了其在實際應用中的廣泛推廣。而電注入量子點vcsel技術，盡管具備潛在優勢，但受限于材料特性及電注入通道設計的不完善，目前仍處于初步研發階段，難以快速轉化為生產力。
3、鑒于上述問題，當前市場上的全彩激光顯示制備技術普遍存在著制備流程復雜、需要多次巨量轉移以及依賴昂貴外部輔助設備的缺點，這不僅增加了生產成本，也限制了產品的市場競爭力。因此，探
技術實現思路
1、本申請的目的首先在于提供一種簡化結構的垂直腔面發射激光器，其能夠僅通過光激發即可產生高準直度的激光，量子點垂直腔面發射激光器具體包括激發光源、量子點層底反射鏡、量子點層及量子點層頂反射鏡，所述量子點層底反射鏡、所述量子點層及所述量子點層頂反射鏡依次層疊；
2、所述量子點層中包括光轉換發光量子點，所述光轉換發光量子點接受激發光源的光并轉換成另一種波長的光，所述量子點層底反射鏡和所述量子點層頂反射鏡之間形成光學諧振腔，所述光學諧振腔共振放大的光的波長與所述量子點層的出射光的中心波長相同；
3、所述量子點層底反射鏡形成在所述激發光源上，激發光源的光通過所述量子點層底反射鏡進入光學諧振腔。
4、在其中一個實施例中，所述光轉換發光量子點為下轉換發光量子點。
5、在其中一個實施例中，所述激發光源發出的光為藍光或紫外光，所述下轉換發光量子點的出射光為綠光或紅光。
6、在其中一個實施例中，所述激發光源包括垂直腔面發射激光器結構。
7、本申請進一步提供了一種全彩激光顯示裝置，其能夠實現高分辨的全彩顯示，而且可以得到更高亮度和更廣色域的顯示產品，增強光束準直度、減少散斑、確保低功耗，全彩激光顯示裝置包括基底、發光陣列、量子點垂直腔面發射激光器；
8、所述發光陣列包括多個陣列排布的第一發光單元；
9、在部分或全部所述第一發光單元上分別形成所述量子點垂直腔面發射激光器，每個所述量子點垂直腔面發射激光器包括量子點層底反射鏡、量子點層及量子點層頂反射鏡，所述量子點層底反射鏡和所述量子點層頂反射鏡之間形成光學諧振腔，所述光學諧振腔共振放大的光的波長與所述量子點層的出射光的中心波長相同；
10、其中，包括兩種以上不同類型的所述量子點垂直腔面發射激光，不同類型的所述量子點垂直腔面發射激光具有不同的所述量子點層。
11、在其中一個實施例中，所述第一發光單元為第一垂直腔面發射激光器，每個所述第一垂直腔面發射激光器包括第一底反射鏡、有源層及第一頂反射鏡。
12、在其中一個實施例中，所述第一頂反射鏡與所述量子點層底反射鏡為同一層結構。
13、在其中一個實施例中，所述第一垂直腔面發射激光器為藍光激光器或紫外光激光器。
14、在其中一個實施例中，所述量子點垂直腔面發射激光器中所述量子點層的出射光包括綠光和紅光。
15、在其中一個實施例中，所述第一垂直腔面發射激光器的出射光中心波長為450nm，綠光中心波長為520nm，紅光的中心波長為630nm。
16、在其中一個實施例中，未形成所述量子點垂直腔面發射激光器的第一垂直腔面發射激光器的數量、出射光為綠光的量子點垂直腔面發射激光器的數量及出射光為紅光的量子點垂直腔面發射激光器的數量相同。
17、在其中一個實施例中，所述量子點垂直腔面發射激光器形成在所述第一垂直腔面發射激光器的出光孔上。
18、在其中一個實施例中，所述量子點層底反射鏡的尺寸大于所述第一垂直腔面發射激光器的出光孔尺寸。
19、在其中一個實施例中，所述量子點層的尺寸與所述量子點層底反射鏡的尺寸相同，所述量子點層頂反射鏡的尺寸大于所述量子點層的尺寸。
20、另外，本申請還提供了一種全彩激光顯示裝置的制造方法，其不僅能夠避開多次巨量轉移的重大難點，而且可以減少昂貴的外部輔助設備的使用，可以實現高度集成以及降本增效，包括：
21、在基底上制作多個陣列排布的第一發光單元，形成發光陣列；
22、在部分或全部所述發光陣列中的所述第一發光單元上沉積量子點層底反射鏡、量子點層及量子點層頂反射鏡，在所述第一發光單元上形成量子點垂直腔面發射激光器；
23、其中，所述量子點層底反射鏡和所述量子點層頂反射鏡之間形成光學諧振腔，所述光學諧振腔共振放大的光的波長與所述量子點層的出射光的中心波長相同，所述量子點層包括兩種以上不同類型的量子點，以形成兩種以上不同類型的所述量子點垂直腔面發射激光器。
24、在其中一個實施例中，制作包括不同類型的量子點垂直腔面發射激光器的步驟具體包括：形成一種類型的所述量子點垂直腔面發射激光器前，在形成該類型的所述量子點垂直腔面發射激光器的區域之外的位置上形成掩膜，形成相應類型的所述量子點垂直腔面發射激光器。
25、在其中一個實施例中，所述第一發光單元為第一垂直腔面發射激光器，具體制造過程包括：依次形成第一底反射鏡、有源層及第一頂反射鏡。
26、在其中一個實施例中，所述掩膜形成在所述量子點層頂反射鏡上，掩膜材料為不透光易去除的膜層，比如cr等，保護已制備量子點垂直腔面發射激光器，在二次光刻時，避免受到光刻光源的影響。。
27、在其中一個實施例中，所述有源層的出射光中心波長為450nm，所述量子點層的出射光包括中心波長分別為520nm和630nm的光。
28、在其中一個實施例中，先形成出射光中心波長為520nm的所述量子本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種量子點垂直腔面發射激光器，其特征在于，包括激發光源、量子點層底反射鏡、量子點層及量子點層頂反射鏡，所述量子點層底反射鏡、所述量子點層及所述量子點層頂反射鏡依次層疊；
2.根據權利要求1所述的量子點垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述光轉換發光量子點為下轉換發光量子點。
3.根據權利要求2所述的量子點垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述激發光源發出的光為藍光或紫外光，所述下轉換發光量子點的出射光為綠光或紅光。
4.根據權利要求1所述的量子點垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述激發光源包括垂直腔面發射激光器結構。
5.一種全彩激光顯示裝置，其特征在于，包括基底、發光陣列、量子點垂直腔面發射激光器；
6.根據權利要求5所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述第一發光單元為第一垂直腔面發射激光器，每個所述第一垂直腔面發射激光器包括第一底反射鏡、有源層及第一頂反射鏡。
7.根據權利要求6所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述第一頂反射鏡與所述量子點層底反射鏡為同一層結構。
8.根據權利要求6所述的
9.根據權利要求8所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述量子點垂直腔面發射激光器中所述量子點層的出射光包括綠光和紅光。
10.根據權利要求9所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述第一垂直腔面發射激光器的出射光中心波長為450nm，綠光中心波長為520nm，紅光的中心波長為630nm。
11.根據權利要求10所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，未形成所述量子點垂直腔面發射激光器的第一垂直腔面發射激光器的數量、出射光為綠光的量子點垂直腔面發射激光器的數量及出射光為紅光的量子點垂直腔面發射激光器的數量相同。
12.根據權利要求6所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述量子點垂直腔面發射激光器形成在所述第一垂直腔面發射激光器的出光孔上。
13.根據權利要求12所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述量子點層底反射鏡的尺寸大于所述第一垂直腔面發射激光器的出光孔尺寸。
14.根據權利要求13所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述量子點層的尺寸與所述量子點層底反射鏡的尺寸相同，所述量子點層頂反射鏡的尺寸大于所述量子點層的尺寸。
15.一種全彩激光顯示裝置的制造方法，其特征在于，包括：
16.根據權利要求15所述的全彩激光顯示裝置的制造方法，其特征在于，制作包括不同類型的量子點垂直腔面發射激光器的步驟具體包括：
17.根據權利要求16所述的全彩激光顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述第一發光單元為第一垂直腔面發射激光器，具體制造過程包括：依次形成第一底反射鏡、有源層及第一頂反射鏡。
18.根據權利要求17所述的全彩激光顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述掩膜形成在所述量子點層頂反射鏡上和/或所述第一頂反射鏡上。
19.根據權利要求17所述的全彩激光顯示裝置的制造方法，其特征在于，所述有源層的出射光中心波長為450nm，所述量子點層的出射光包括中心波長分別為520nm和630nm的光。
20.根據權利要求19所述的全彩激光顯示裝置的制造方法，其特征在于，先形成出射光中心波長為520nm的所述量子點層。
21.根據權利要求19所述的全彩激光顯示裝置的制造方法，其特征在于，將所述量子點層的厚度控制為量子點層出射光中心波長的二分之一。
...【技術特征摘要】
1.一種量子點垂直腔面發射激光器，其特征在于，包括激發光源、量子點層底反射鏡、量子點層及量子點層頂反射鏡，所述量子點層底反射鏡、所述量子點層及所述量子點層頂反射鏡依次層疊；
2.根據權利要求1所述的量子點垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述光轉換發光量子點為下轉換發光量子點。
3.根據權利要求2所述的量子點垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述激發光源發出的光為藍光或紫外光，所述下轉換發光量子點的出射光為綠光或紅光。
4.根據權利要求1所述的量子點垂直腔面發射激光器，其特征在于，所述激發光源包括垂直腔面發射激光器結構。
5.一種全彩激光顯示裝置，其特征在于，包括基底、發光陣列、量子點垂直腔面發射激光器；
6.根據權利要求5所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述第一發光單元為第一垂直腔面發射激光器，每個所述第一垂直腔面發射激光器包括第一底反射鏡、有源層及第一頂反射鏡。
7.根據權利要求6所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述第一頂反射鏡與所述量子點層底反射鏡為同一層結構。
8.根據權利要求6所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述第一垂直腔面發射激光器為藍光激光器或紫外光激光器。
9.根據權利要求8所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述量子點垂直腔面發射激光器中所述量子點層的出射光包括綠光和紅光。
10.根據權利要求9所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，所述第一垂直腔面發射激光器的出射光中心波長為450nm，綠光中心波長為520nm，紅光的中心波長為630nm。
11.根據權利要求10所述的全彩激光顯示裝置，其特征在于，未形成所述量子點垂直腔面發射激光器的第一垂直腔面發射激光器的數量、出射光為綠光...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊帥，賈思琪，唐兆兵，廖智波，李寧，周德霞，周子明，張天朔，孫小衛，
申請(專利權)人：河南省科學院新型顯示技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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