本技術(shù)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。

背景技術(shù)：

1、全彩激光顯示技術(shù)作為新一代顯示技術(shù)，正逐步成為推動高端制造業(yè)、智慧城市、智能家居、智能手機、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實及智能駕駛等領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的力量。其中，垂直腔面發(fā)射激光器（vcsel）以其獨特的優(yōu)勢——如光束質(zhì)量卓越、高調(diào)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(tǒng)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(lǐng)域，更在傳感器、激光打印、激光醫(yī)療、工業(yè)加工及激光顯示等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。

2、然而，盡管gan基vcsel技術(shù)取得了顯著進展，但在實現(xiàn)基于vcsel的全彩激光顯示方面，仍面臨諸多技術(shù)瓶頸與挑戰(zhàn)。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(shù)的復雜性及器件結(jié)構(gòu)設計的限制，如“green?gap”問題（綠光效率與穩(wěn)定性難題）以及高質(zhì)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(yè)化進程。此外，基于量子點的全彩激光顯示技術(shù)，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(shù)，盡管具備潛在優(yōu)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(fā)階段，難以快速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

3、鑒于上述問題，當前市場上的全彩激光顯示制備技術(shù)普遍存在著制備流程復雜、需要多次巨量轉(zhuǎn)移以及依賴昂貴外部輔助設備的缺點，這不僅增加了生產(chǎn)成本，也限制了產(chǎn)品的市場競爭力。因此，探索一種能夠?qū)崿F(xiàn)高度集成、降低成本并提升效率的新型全彩激光顯示裝置及其制作方法，成為了關(guān)注的焦點。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性，推動全彩激光顯示技術(shù)的進一步發(fā)展，需研發(fā)出能夠有效解決材料外延、器件結(jié)構(gòu)設計及制備工藝中的關(guān)鍵問題，實現(xiàn)紅綠藍三色vcsel的高效、低成本制備的技術(shù)方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的首先在于提供一種簡化結(jié)構(gòu)的垂直腔面發(fā)射激光器，其能夠僅通過光激發(fā)即可產(chǎn)生高準直度的激光，量子點垂直腔面發(fā)射激光器具體包括激發(fā)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(zhuǎn)換發(fā)光量子點，所述光轉(zhuǎn)換發(fā)光量子點接受激發(fā)光源的光并轉(zhuǎn)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(fā)光源上，激發(fā)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(zhuǎn)換發(fā)光量子點為下轉(zhuǎn)換發(fā)光量子點。

5、在其中一個實施例中，所述激發(fā)光源發(fā)出的光為藍光或紫外光，所述下轉(zhuǎn)換發(fā)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(fā)光源包括垂直腔面發(fā)射激光器結(jié)構(gòu)。

7、本技術(shù)進一步提供了一種全彩激光顯示裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)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(chǎn)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(fā)光陣列、量子點垂直腔面發(fā)射激光器；

8、所述發(fā)光陣列包括多個陣列排布的第一發(fā)光單元；

9、在部分或全部所述第一發(fā)光單元上分別形成所述量子點垂直腔面發(fā)射激光器，每個所述量子點垂直腔面發(fā)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(fā)射激光，不同類型的所述量子點垂直腔面發(fā)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(fā)光單元為第一垂直腔面發(fā)射激光器，每個所述第一垂直腔面發(fā)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(jié)構(gòu)。

13、在其中一個實施例中，所述第一垂直腔面發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)射激光器的第一垂直腔面發(fā)射激光器的數(shù)量、出射光為綠光的量子點垂直腔面發(fā)射激光器的數(shù)量及出射光為紅光的量子點垂直腔面發(fā)射激光器的數(shù)量相同。

17、在其中一個實施例中，所述量子點垂直腔面發(fā)射激光器形成在所述第一垂直腔面發(fā)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(fā)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，本技術(shù)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(zhuǎn)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(xiàn)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(fā)光單元，形成發(fā)光陣列；

22、在部分或全部所述發(fā)光陣列中的所述第一發(fā)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(fā)光單元上形成量子點垂直腔面發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)射激光器前，在形成該類型的所述量子點垂直腔面發(fā)射激光器的區(qū)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(fā)射激光器。

25、在其中一個實施例中，所述第一發(fā)光單元為第一垂直腔面發(fā)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(fā)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的所述量子點層。

29、在其中一個實施例中，所述量子點層的厚度為量子點層出射光中心波長的二分之一。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有如下有益效果：本技術(shù)所提出的全彩激光顯示裝置及其制造方法，通過結(jié)合發(fā)光陣列與量子點垂直腔面發(fā)射激光器（vcsel）技術(shù)，實現(xiàn)了高分辨率全彩顯示、高亮度和廣色域、增強光束準直度與減少散斑等技術(shù)效果。本技術(shù)通過集成化的設計，直接在發(fā)光陣列上構(gòu)建不同類型的量子點垂直腔面發(fā)射激光器，包括綠光量子點垂直腔面發(fā)射激光器和紅光量子點垂直腔面發(fā)射激光器，與可能作為基礎的藍光或紫外光垂直腔面發(fā)射激光器相結(jié)合，實現(xiàn)了紅、綠、藍三原色的直接發(fā)射，從而無需復雜的顏色轉(zhuǎn)換過程，提升顯示的色彩純度和分辨率。得益于vcsel的高調(diào)制帶寬和量子點材料的高效發(fā)光特性，本裝置能夠輸出高亮度的激光光束，同時覆蓋更廣泛的色域范圍，通過精確控制量子點層的材料成分和厚度，確保每種顏色vcsel均達到最佳發(fā)光效率，從而實現(xiàn)了高亮度和廣色域的全彩激光顯示，滿足高端顯示應用對色彩豐富度和亮度的嚴苛要求。

31、本技術(shù)通過優(yōu)化藍光或紫光vcsel和量子點垂直腔面發(fā)射激光器的反射鏡結(jié)構(gòu)及光學諧振腔設計，有效提升光束的準直度，減少光束在傳播過程中的擴散和散斑現(xiàn)象，不僅提高了圖像的清晰度和對比度，還降低了視覺疲勞，提升了觀看舒適度。通過精確控制每個發(fā)光單元和量子點vcsel的工作狀態(tài)，實現(xiàn)了能量的高效利用，避免了不必要的能量損耗，同時，由于量子點材料的高效發(fā)光特性，進一步降低了整體功耗。

32、本技術(shù)的制造方法避免了傳統(tǒng)全彩激光顯示技術(shù)中多次巨量轉(zhuǎn)移的復雜工藝，減少了昂貴的外部輔助設備的使用，降低生產(chǎn)成本。在一個具體的方案中，通過直接在vcsel陣列上構(gòu)建量子點垂直腔面發(fā)射激光器，實現(xiàn)了高度集成化設計，提高生產(chǎn)效率，減小設備的體積和重量，便于在各類顯示終端中的靈活應用。本技術(shù)的全彩激光顯示裝置及其制造方法，在提升顯示性能、降低成本、增強集成度等方面均有更優(yōu)的表現(xiàn)。