[发明专利]纳米荧光粉转换的量子光子成像器及其制造方法

说明书

发射型固态成像器（SSI）包括数字可寻址多色微像素的空间阵列。每个像素是包括蓝紫半导体发光二极管的多个光子层的微光学腔。所述光子层中的一个用于产生SSI的蓝原色的光。所述光子层中的两个用于产生紫蓝激发光，其与相关的纳米荧光粉层一起转换成SSI的绿原色和红原色。产生的光经由多个垂直光波导垂直于成像装置的平面发射，所述垂直光波导提取并准直所产生的光。每个像素二极管是可单独寻址的以使像素能够在每种颜色的任何所需的开/关占空比下同时发射与其多色纳米荧光粉转换的半导体发光二极管相关的颜色的任何组合。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月12日提交的美国临时专利申请No. 62 / 335,454的权益，该申请的全部内容通过引用完全并入本文。

技术领域

本发明涉及固态成像器领域。

背景技术

最近已经引入了一类新的发射微尺度像素阵列成像器装置，如在美国专利No.7,623,560，“Quantum Photonic Imager and Methods of Fabrication Thereof”，El-Ghoroury等；美国专利No.7,767,479，“Quantum Photonic Imager and Methods ofFabrication Thereof”，El-Ghoroury等；美国专利No.7,829,902，“Quantum PhotonicImager and Methods of Fabrication Thereof”，El-Ghoroury等；美国专利No.8,049,231，“Quantum Photonic Imager and Methods of Fabrication Thereof”，El-Ghoroury等；美国专利No.8,243,770，“Quantum Photonic Imager and Methods of FabricationThereof”，El-Ghoroury等；美国专利No.8,567,960，“Quantum Photonic Imager andMethods of Fabrication Thereof”，El-Ghoroury等和美国专利No.8,098,265，“Hierarchical Multicolor Primaries Temporal Multiplexing System”，El-Ghoroury等中所公开的那样，这些专利的中的每个的全部内容通过引用完全并入本文。这些专利公开了有关光子层、波导构造等之间可能的互连的量子光子成像器构造的现有技术细节，其中一些在此不再重复。光子层之间的任何电互连，无论是在侧壁内还是通过像素本身，可以具有相同的基本构造，这种侧壁互连也延伸通过像素化的纳米荧光粉层，带通滤波器和相应的光子层之间的侧壁。在此方面，本文和权利要求中使用的词语“层”（例如在光子层中）在功能意义上被使用，因为本领域技术人员将认识到这样的功能层由多个在物理意义上的单独的层组成。

发明内容

以上公开的这种类型的发光结构和装置在本文中统称为“固态成像器”或“SSI”。这些装置理想地具有高亮度、非常快的多色光强度和空间调制能力的特征，所有这些特征都在包括所有必要的图像处理驱动电路的非常小的单个装置尺寸中。这种装置的固态发光（SSL）发射像素可以是发光二极管（LED）或激光二极管（LD）或两者，其开关状态由包含在CMOS芯片（或装置）内的驱动电路控制，该CMOS芯片（或装置）上结合有成像器的发射微尺度像素阵列。上述发射微尺度像素阵列装置内的像素可通过其CMOS芯片的驱动电路在空间上、色度上和时间上单独寻址。由这种成像器装置产生的光的亮度可以在相当低的功耗下达到100,000cd/m²的几倍。

附图说明

图1（a）图示了本发明的纳米荧光粉转换固态成像器（NPC-SSI）的优选实施例。

图1（b）图示了本发明的纳米荧光粉转换固态成像器（NPC-SSI）的替代实施例。