【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光显示，尤其涉及一种全彩激光显示装置及其制造方法。
技术介绍
1、全彩激光显示技术作为新一代显示技术，正逐步成为推动高端制造业、智慧城市、智能家居、智能手机、虚拟现实、增强现实及智能驾驶等领域创新发展的力量。其中，垂直腔面发射激光器（vcsel）以其独特的优势——如光束质量卓越、高调制带宽、长寿命及单模出光特性，加之其小巧的体积和易于集成的特性，为高密度电路与系统设计提供了理想的光源解决方案。vcsel的广泛应用，不仅限于光通信领域，更在传感器、激光打印、激光医疗、工业加工及激光显示等多个领域展现出巨大潜力。
2、然而，尽管gan基vcsel技术取得了显著进展，但在实现基于vcsel的全彩激光显示方面，仍面临诸多技术瓶颈与挑战。特别是在全彩激光显示的核心——红绿蓝三色vcsel的制备上，由于材料外延技术的复杂性及器件结构设计的限制，如“green gap”问题（绿光效率与稳定性难题）以及高质量红光量子阱生长的困难，直接阻碍了全彩激光显示的商业化进程。此外，基于量子点的全彩激光显示技术，尽管提供了另一种可能的解决路径，但量子点材料在蓝光性能上的不足，同样限制了其在实际应用中的广泛推广。而电注入量子点vcsel技术，尽管具备潜在优势，但受限于材料特性及电注入通道设计的不完善，目前仍处于初步研发阶段，难以快速转化为生产力。
3、鉴于上述问题，当前市场上的全彩激光显示制备技术普遍存在着制备流程复杂、需要多次巨量转移以及依赖昂贵外部辅助设备的缺点，这不仅增加了生产成本，也限制了产品的市场竞争力。因此，探
技术实现思路
1、本申请的目的首先在于提供一种简化结构的垂直腔面发射激光器，其能够仅通过光激发即可产生高准直度的激光，量子点垂直腔面发射激光器具体包括激发光源、量子点层底反射镜、量子点层及量子点层顶反射镜，所述量子点层底反射镜、所述量子点层及所述量子点层顶反射镜依次层叠；
2、所述量子点层中包括光转换发光量子点，所述光转换发光量子点接受激发光源的光并转换成另一种波长的光，所述量子点层底反射镜和所述量子点层顶反射镜之间形成光学谐振腔，所述光学谐振腔共振放大的光的波长与所述量子点层的出射光的中心波长相同；
3、所述量子点层底反射镜形成在所述激发光源上，激发光源的光通过所述量子点层底反射镜进入光学谐振腔。
4、在其中一个实施例中，所述光转换发光量子点为下转换发光量子点。
5、在其中一个实施例中，所述激发光源发出的光为蓝光或紫外光，所述下转换发光量子点的出射光为绿光或红光。
6、在其中一个实施例中，所述激发光源包括垂直腔面发射激光器结构。
7、本申请进一步提供了一种全彩激光显示装置，其能够实现高分辨的全彩显示，而且可以得到更高亮度和更广色域的显示产品，增强光束准直度、减少散斑、确保低功耗，全彩激光显示装置包括基底、发光阵列、量子点垂直腔面发射激光器；
8、所述发光阵列包括多个阵列排布的第一发光单元；
9、在部分或全部所述第一发光单元上分别形成所述量子点垂直腔面发射激光器，每个所述量子点垂直腔面发射激光器包括量子点层底反射镜、量子点层及量子点层顶反射镜，所述量子点层底反射镜和所述量子点层顶反射镜之间形成光学谐振腔，所述光学谐振腔共振放大的光的波长与所述量子点层的出射光的中心波长相同；
10、其中，包括两种以上不同类型的所述量子点垂直腔面发射激光，不同类型的所述量子点垂直腔面发射激光具有不同的所述量子点层。
11、在其中一个实施例中，所述第一发光单元为第一垂直腔面发射激光器，每个所述第一垂直腔面发射激光器包括第一底反射镜、有源层及第一顶反射镜。
12、在其中一个实施例中，所述第一顶反射镜与所述量子点层底反射镜为同一层结构。
13、在其中一个实施例中，所述第一垂直腔面发射激光器为蓝光激光器或紫外光激光器。
14、在其中一个实施例中，所述量子点垂直腔面发射激光器中所述量子点层的出射光包括绿光和红光。
15、在其中一个实施例中，所述第一垂直腔面发射激光器的出射光中心波长为450nm，绿光中心波长为520nm，红光的中心波长为630nm。
16、在其中一个实施例中，未形成所述量子点垂直腔面发射激光器的第一垂直腔面发射激光器的数量、出射光为绿光的量子点垂直腔面发射激光器的数量及出射光为红光的量子点垂直腔面发射激光器的数量相同。
17、在其中一个实施例中，所述量子点垂直腔面发射激光器形成在所述第一垂直腔面发射激光器的出光孔上。
18、在其中一个实施例中，所述量子点层底反射镜的尺寸大于所述第一垂直腔面发射激光器的出光孔尺寸。
19、在其中一个实施例中，所述量子点层的尺寸与所述量子点层底反射镜的尺寸相同，所述量子点层顶反射镜的尺寸大于所述量子点层的尺寸。
20、另外，本申请还提供了一种全彩激光显示装置的制造方法，其不仅能够避开多次巨量转移的重大难点，而且可以减少昂贵的外部辅助设备的使用，可以实现高度集成以及降本增效，包括：
21、在基底上制作多个阵列排布的第一发光单元，形成发光阵列；
22、在部分或全部所述发光阵列中的所述第一发光单元上沉积量子点层底反射镜、量子点层及量子点层顶反射镜，在所述第一发光单元上形成量子点垂直腔面发射激光器；
23、其中，所述量子点层底反射镜和所述量子点层顶反射镜之间形成光学谐振腔，所述光学谐振腔共振放大的光的波长与所述量子点层的出射光的中心波长相同，所述量子点层包括两种以上不同类型的量子点，以形成两种以上不同类型的所述量子点垂直腔面发射激光器。
24、在其中一个实施例中，制作包括不同类型的量子点垂直腔面发射激光器的步骤具体包括：形成一种类型的所述量子点垂直腔面发射激光器前，在形成该类型的所述量子点垂直腔面发射激光器的区域之外的位置上形成掩膜，形成相应类型的所述量子点垂直腔面发射激光器。
25、在其中一个实施例中，所述第一发光单元为第一垂直腔面发射激光器，具体制造过程包括：依次形成第一底反射镜、有源层及第一顶反射镜。
26、在其中一个实施例中，所述掩膜形成在所述量子点层顶反射镜上，掩膜材料为不透光易去除的膜层，比如cr等，保护已制备量子点垂直腔面发射激光器，在二次光刻时，避免受到光刻光源的影响。。
27、在其中一个实施例中，所述有源层的出射光中心波长为450nm，所述量子点层的出射光包括中心波长分别为520nm和630nm的光。
28、在其中一个实施例中，先形成出射光中心波长为520nm的所述量子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括激发光源、量子点层底反射镜、量子点层及量子点层顶反射镜，所述量子点层底反射镜、所述量子点层及所述量子点层顶反射镜依次层叠；
2.根据权利要求1所述的量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述光转换发光量子点为下转换发光量子点。
3.根据权利要求2所述的量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述激发光源发出的光为蓝光或紫外光，所述下转换发光量子点的出射光为绿光或红光。
4.根据权利要求1所述的量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述激发光源包括垂直腔面发射激光器结构。
5.一种全彩激光显示装置，其特征在于，包括基底、发光阵列、量子点垂直腔面发射激光器；
6.根据权利要求5所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述第一发光单元为第一垂直腔面发射激光器，每个所述第一垂直腔面发射激光器包括第一底反射镜、有源层及第一顶反射镜。
7.根据权利要求6所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述第一顶反射镜与所述量子点层底反射镜为同一层结构。
8.根据权利要求6所述的
9.根据权利要求8所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述量子点垂直腔面发射激光器中所述量子点层的出射光包括绿光和红光。
10.根据权利要求9所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器的出射光中心波长为450nm，绿光中心波长为520nm，红光的中心波长为630nm。
11.根据权利要求10所述的全彩激光显示装置，其特征在于，未形成所述量子点垂直腔面发射激光器的第一垂直腔面发射激光器的数量、出射光为绿光的量子点垂直腔面发射激光器的数量及出射光为红光的量子点垂直腔面发射激光器的数量相同。
12.根据权利要求6所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述量子点垂直腔面发射激光器形成在所述第一垂直腔面发射激光器的出光孔上。
13.根据权利要求12所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述量子点层底反射镜的尺寸大于所述第一垂直腔面发射激光器的出光孔尺寸。
14.根据权利要求13所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述量子点层的尺寸与所述量子点层底反射镜的尺寸相同，所述量子点层顶反射镜的尺寸大于所述量子点层的尺寸。
15.一种全彩激光显示装置的制造方法，其特征在于，包括：
16.根据权利要求15所述的全彩激光显示装置的制造方法，其特征在于，制作包括不同类型的量子点垂直腔面发射激光器的步骤具体包括：
17.根据权利要求16所述的全彩激光显示装置的制造方法，其特征在于，所述第一发光单元为第一垂直腔面发射激光器，具体制造过程包括：依次形成第一底反射镜、有源层及第一顶反射镜。
18.根据权利要求17所述的全彩激光显示装置的制造方法，其特征在于，所述掩膜形成在所述量子点层顶反射镜上和/或所述第一顶反射镜上。
19.根据权利要求17所述的全彩激光显示装置的制造方法，其特征在于，所述有源层的出射光中心波长为450nm，所述量子点层的出射光包括中心波长分别为520nm和630nm的光。
20.根据权利要求19所述的全彩激光显示装置的制造方法，其特征在于，先形成出射光中心波长为520nm的所述量子点层。
21.根据权利要求19所述的全彩激光显示装置的制造方法，其特征在于，将所述量子点层的厚度控制为量子点层出射光中心波长的二分之一。
...【技术特征摘要】
1.一种量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括激发光源、量子点层底反射镜、量子点层及量子点层顶反射镜，所述量子点层底反射镜、所述量子点层及所述量子点层顶反射镜依次层叠；
2.根据权利要求1所述的量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述光转换发光量子点为下转换发光量子点。
3.根据权利要求2所述的量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述激发光源发出的光为蓝光或紫外光，所述下转换发光量子点的出射光为绿光或红光。
4.根据权利要求1所述的量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述激发光源包括垂直腔面发射激光器结构。
5.一种全彩激光显示装置，其特征在于，包括基底、发光阵列、量子点垂直腔面发射激光器；
6.根据权利要求5所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述第一发光单元为第一垂直腔面发射激光器，每个所述第一垂直腔面发射激光器包括第一底反射镜、有源层及第一顶反射镜。
7.根据权利要求6所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述第一顶反射镜与所述量子点层底反射镜为同一层结构。
8.根据权利要求6所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器为蓝光激光器或紫外光激光器。
9.根据权利要求8所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述量子点垂直腔面发射激光器中所述量子点层的出射光包括绿光和红光。
10.根据权利要求9所述的全彩激光显示装置，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器的出射光中心波长为450nm，绿光中心波长为520nm，红光的中心波长为630nm。
11.根据权利要求10所述的全彩激光显示装置，其特征在于，未形成所述量子点垂直腔面发射激光器的第一垂直腔面发射激光器的数量、出射光为绿光...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，贾思琪，唐兆兵，廖智波，李宁，周德霞，周子明，张天朔，孙小卫，
申请(专利权)人：河南省科学院新型显示技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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