[发明专利]一种垂直腔面发射激光器阵列模块与显示装置

说明书

本发明公开了一种垂直腔面发射激光器阵列模块与显示装置，垂直腔面发射激光器阵列模块包括有源矩阵显示控制电路衬底；第一分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列；半导体发光量子层阵列；限制电流分布的光圈孔径阵列；以及第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列；其中，所述有源矩阵显示控制电路衬底中的有源矩阵显示控制电路通过金属电极阵列驱动半导体发光量子层阵列发光。提供了能够规模生产的高密度的垂直腔面发射激光器阵列模块，可以实现在生产过程中进行测试，因此能够简化工艺，降低制作成本；可用于多种应用，包括光通信、3D地形感应、显示和打印等，还具有产品结构稳定的优点。

技术领域

本发明涉及垂直腔面发射激光器领域，尤其涉及的是，一种垂直腔面发射激光器阵列模块与显示装置。

背景技术

垂直腔面发射激光器亦称垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surfaceemitting laser，VCSEL)是很有发展前景的新型光电器件，是一种出光方向垂直与谐振腔表面的f-p激光器。垂直腔表面发射激光器的优越性已经引起广泛关注，已在结构、材料、波长和应用领域都得到了飞速的发展。

垂直腔面发射激光器主要由三部分组成，包括激光工作物质、泵浦源和光学谐振腔。工作物质是发出激光的物质，但不是任何时刻都能发出激光，必须通过泵浦源对其进行激励，形成粒子数反转，发出激光，但这样得到的激光寿命很短，强度也不会太高，并且光波模式多，方向性很差。所以，还必须经过顶部反射镜(top mirror)和底部反射镜(bottommirror)组成的谐振腔，在激光腔(laser cavity)内放大与振荡，并由顶部反射镜输出，而且输出的光线只集中在中间不带有氧化层的部分输出。这样就形成了垂直腔面的激光发射，从而得到稳定、持续、有一定功率的高质量激光。

垂直腔面发射激光器与常规的侧向出光的端面发射激光器在结构上有着很大的不同。端面发射激光器的出射光垂直于芯片的解理平面；与此相反，垂直腔面发射激光器的发光束垂直于芯片表面并由此易于实现二维平面列阵。但如何规模实现垂直腔面发射激光器阵列模块，仍是需要改进的技术问题。

发明内容

本发明提供一种新的垂直腔面发射激光器阵列模块与显示装置。

本发明的技术方案如下：一种垂直腔面发射激光器阵列模块，其包括：有源矩阵显示控制电路衬底作为第一层；第一分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列作为第二层；半导体发光量子层阵列作为第三层；限制电流分布的光圈孔径阵列作为第四层；以及第二分布式布拉格反射光栅形成反射镜阵列作为第五层；其中，所述有源矩阵显示控制电路衬底中的有源矩阵显示控制电路通过金属电极阵列驱动半导体发光量子层阵列发光。

优选的，所述有源矩阵显示控制电路采用脉冲宽度调制方式控制所述半导体发光量子层阵列的发光亮度。

优选的，所述第一分布式布拉格反射光栅为导电材料。

优选的，所述第一分布式布拉格反射光栅为金属导体材料或薄膜导体材料。

优选的，所述半导体发光量子层阵列为III-V族化合物半导体发光器件。

优选的，所述发光器件为电场致量子点发光器件、有机半导体发光器件、无机半导体发光器件、氮化镓半导体发光器件、砷化镓半导体发光器件或磷化铟半导体发光器件。

优选的，所述光圈孔径阵列为非导体孔径阵列、绝缘体孔径阵列或半导体孔径阵列。

优选的，所述第二分布式布拉格反射光栅为透明导电材料；或者，所述第二分布式布拉格反射光栅为氧化铟锡薄膜。

较好的是，通过设置第一分布式布拉格反射光栅和/或第二分布式布拉格反射光栅的薄膜晶格系数以控制所述垂直腔面发射激光器阵列模块的发光波长。

一种显示装置，其包括上述任一项所述垂直腔面发射激光器阵列模块。