本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种背光模组及液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置(liquidcrystaldisplay,简称lcd)，属于平面显示器的一种，广泛应用于电视机、计算机、智能电话、手机、汽车导航装置、电子书等产品中。液晶显示装置具有耗电量低、体积小、辐射低的优点逐渐取代阴极射线管(cathoderaytube,简称crt)显示装置。
目前为了提高液晶显示器的显示的色域，一般采用高色域的发光二极管(lightemittingdiode，led)，该led一般由蓝光芯片和/或紫外光芯片构成，还可以采用量子点(quantumdot,qd)作为背光模组的一部分来提高色域。而qd作为背光模组的一部分通常采用量子灯管(qdtube)、量子点膜(qdfilm)或者量子发光二极管(qd-led)等。其中qdfilm由于具有技术相对成熟、厚度较低等优势成为小尺寸高色域显示面板的优选。
在目前的现有技术中，通常独立的多个蓝光芯片、紫外芯片或其组合，配合量子点作为led背光模组，该实现方式成本高面积大，不利于液晶显示装置向低成本以及超薄方向的发展，降低厂商的市场竞争力以及占有率。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种背光模组及液晶显示装置。该背光模组包括依次层叠设置led光源310、第一保护层320、量子点发光层330、介质层340及金属线栅层350。
在本发明的一个实施例中，所述led光源310为双色led芯片。
在本发明的一个实施例中，所述双色led芯片包括衬底层11、蓝光结构、绿光结构、上电极21和下电极22；其中，
所述蓝光结构位于所述衬底层11上，所述绿光结构嵌入所述蓝光结构内，所述上电极21分别位于所述蓝光结构和所述绿光结构上，所述下电极22位于所述蓝光结构上。
在本发明的一个实施例中，所述蓝光结构包括第一gan缓冲层101、第一gan稳定层102、第一n型gan层103、第一有源层104、第一p型algan阻挡层105、第一p型gan层106，其中，
所述第一gan缓冲层101、所述第一gan稳定层102、所述第一n型gan层103、所述第一有源层104、所述第一p型algan阻挡层105、所述第一p型gan层106依次层叠设置于所述衬底层11上。
在本发明的一个实施例中，所述绿光结构包括第二gan缓冲层201、第二gan稳定层202、第二n型gan层203、第二有源层204、第二p型algan阻挡层205、第二p型gan层206、sio2隔离层12，其中，
所述第二gan缓冲层201的底部位于所述第一gan稳定层102内，所述第二gan稳定层202、所述第二n型gan层203、所述第二有源层204、所述第二p型algan阻挡层205、所述第二p型gan层206依次层叠设置于所述第二gan缓冲层201上；
以出光方向为向上方向，所述sio2隔离层12位于所述第二gan缓冲层201、所述第二gan稳定层202、所述第二n型gan层203、所述第二有源层204、所述第二p型algan阻挡层205、所述第二p型gan层206四周且所述sio2隔离层12底部位于所述第一gan稳定层102内。
在本发明的一个实施例中，所述量子点发光层330为红光量子点发光层。
在本发明的一个实施例中，所述介质层340为透明介质层且为sio2、mgo、si3n4、tio2、ta2o5中的任意一种或者多种。
在本发明的一个实施例中，所述金属线栅层350包括多个金属线351，其中，所述金属线351的周期为20～500nm，高度为100～500nm。
在本发明的一个实施例中，所述金属线栅层350包括al、ag、au金属中的任意一个或者多个。
本发明的又一个实施例提出的一种液晶显示装置，包括第一电极板42、液晶分子层43、第二电极板44、彩色光阻层45、上基板层46以及偏光片47，还包括由上述任一实施例所述的背光模组41。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明提出的背光模组将蓝光光源以及绿光光光源集成到一个双色led芯片中，减小led光源的面积，集成度高成本低；
2.本发明提出的背光模组的led光源直接设置在量子点的下方，无需导光板，进一步减小了背光模组的厚度，从而降低成本；
3.本发明提出的背光模组光转换率高，能够在实现led光源的高色域的特性的同时，提高发光亮度。
附图说明
下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种背光模组结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种背光模组结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种液晶显示装置结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种双色led芯片的俯视截面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种双色led芯片的侧视截面结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种双色led芯片的蓝光结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种双色led芯片的绿光灯芯槽的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种双色led芯片的蓝光结构和绿光结构的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种双色led芯片的俯视结构示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种双色led芯片的侧视截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种背光模组结构示意图。本实施提出一种背光模组，该背光模组包括依次层叠设置led光源310、第一保护层320、量子点发光层330、介质层340及金属线栅层350。
进一步地，所述led光源310为双色led芯片。
进一步地，所述双色led芯片包括衬底层11、蓝光结构、绿光结构、上电极21和下电极22；其中，
进一步地，所述绿光结构嵌入所述蓝光结构内，所述上电极21分别位于所述蓝光结构和所述绿光结构上，所述下电极22位于所述蓝光结构上。
进一步地，所述蓝光结构包括第一gan缓冲层101、第一gan稳定层102、第一n型gan层103、第一有源层104、第一p型algan阻挡层105、第一p型gan层106，其中，
所述第一gan缓冲层101、所述第一gan稳定层102、所述第一n型gan层103、所述第一有源层104、所述第一p型algan阻挡层105、所述第一p型gan层106依次层叠设置于所述衬底层11上。
进一步地，所述绿光结构包括第二gan缓冲层201、第二gan稳定层202、第二n型gan层203、第二有源层204、第二p型algan阻挡层205、第二p型gan层206、sio2隔离层12，其中，
所述第二gan缓冲层201的底部位于所述第一gan稳定层102内，所述第二gan稳定层202、所述第二n型gan层203、所述第二有源层204、所述第二p型algan阻挡层205、所述第二p型gan层206依次层叠设置于所述第二gan缓冲层201上；
以出光方向为向上方向，所述sio2隔离层12位于所述第二gan缓冲层201、所述第二gan稳定层202、所述第二n型gan层203、所述第二有源层204、所述第二p型algan阻挡层205、所述第二p型gan层206四周且所述sio2隔离层12底部位于所述第一gan稳定层102内。
进一步地，所述量子点发光层330为红光量子点发光层。
进一步地，所述介质层340为透明介质层且为sio2、mgo、si3n4、tio2、ta2o5中的任意一种或者多种。
进一步地，所述金属线栅层350包括多个金属线351，其中，所述金属线351的周期为20～500nm，高度为100～500nm。
进一步地，所述金属线栅层350包括al、ag、au金属中的任意一个或者多个。
本实施例提出的背光模组将蓝光光源以及绿光光光源集成到一个双色led芯片中，减小led光源的面积，集成度高成本低。
实施例二
请继续参见图1，并一并参见图2，图2为本发明实施例提供的另一种背光模组结构示意图；本实施例在上述实施例的基础上对背光模组进行详细介绍。
如图1所示，该背光模组41包括依次层叠设置的led光源310、第一保护层320、量子点发光层330、介质层340及金属线栅层(metalwiregridlayer)350。所述第一保护层320用于隔绝空气与水分。所述量子点发光层330在led光源310出射光线的激发下发光。所述金属线栅层350包括多个同样尺寸的条状金属线351，所述金属线351周期性地间隔排布在所述介质层340上，所述金属线栅层350用于透过振动方向垂直于所金属线的tm偏振光，且用于反射偏振方向平行于所述金属线351的te偏振光，被反射的所述te偏振光激发所述量子点发光层330发光。
所述led光源310为双色led芯片，该双色led芯片包括蓝光led和绿光led。
所述量子点发光层330为红光量子点发光层，所述红光量子点发光层在led蓝光光源的激发下产生红光。
所述量子点发光层330中含有量子点荧光粉，所述量子点荧光粉容易受到空气与水分的影响而失效。所述第一保护层320用于隔绝所述量子点发光层330中的量子点荧光粉出现水氧失效的现象。
所述介质层340为透明的，一方面所述介质层340用于和所述金属线栅层350中的金属线351形成背光模组的反射型偏光层，另一方面用于隔绝所述量子点发光层330不受空气与水分的影响，以避免所述量子点发光层330中的量子点荧光粉出现水氧失效的现象。
优选地，所述金属线351的周期为20～500nm，所述金属线351的周期是指相邻的两条金属线351之间的介质层340的宽度加上一条金属线351的宽度之和。
优选地，所述金属线351的占空比为0.1～0.9，所述金属线351的占空比是指所述金属线351的宽度占所述金属线351的周期的比例。
优选地，所述金属线351的高度为100～500nm。
优选地，所述介质层340包括sio2、mgo、si3n4、tio2、ta2o5中的任意一种或者多种。
优选地，所述金属线栅层350包括al、ag、au中的任意一个或者多个。
所述背光模组的具体工作原理如下。所述led光源310发出的蓝光激发所述量子点发光层330发出红光。所述量子点发光层330发出的红光以及所述led光源310发出的蓝光和绿光混合形成白光。所述白光包括振动方向垂直于所述金属线351的tm偏振光以及偏振方向平行于所述金属线351的te偏振光。偏振方向垂直于所述金属线351的tm偏振光透光所述金属线栅层350，而偏振方向平行于所述金属线351的te偏振光被所述金属线351反射。被金属线351反射的te偏振光经过所述量子点发光层330的时候，会激发所述量子点发光层330发光，从而提高了所述量子点发光层330的发光效率。
如2图所示，在上述实施例的基础上，本实施方式中的背光模组41还包括第二保护层360。所述第二保护层360设置于所述量子点发光层330与所述介质层340之间。所述第二保护层360用于隔绝所述量子点发光层330不受空气与水分的影响，以避免所述量子点发光层330中的量子点荧光粉出现水氧失效的现象。
相较于现有技术，本发明的背光模组，所述介质层340和所述金属线栅层350形成反射型偏光层，使得面板厂商无需搭配各自的反射型偏光片，因此，能够显著地提高背光模组色度的稳定性。
实施例三
请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种液晶显示装置结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上对液晶显示装置进行详细介绍。该显示装置包括背光模组41、第一电极板42、液晶分子层43、第二电极板44、彩色光阻层45、上基板层46以及偏光片47，其中，彩色光阻层45包括红色光阻、绿色光阻以及蓝色光阻，背光模组41的结构参见实施例二的描述，此处不再赘述。
本实施例的液晶显示装置的背光具有高色域的特性，且具有较大的发光亮度，从而能够提高显示装置的显示色域及发光亮度。
实施例四
请参见图4和图5，图4为本发明实施例提供的一种双色led芯片的俯视截面结构示意图；图5为本发明实施例提供的一种双色led芯片的侧视截面结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，重点对背光模组中的双色led芯片的结构进行详细描述。具体地，
所述led芯片包括：衬底层11、蓝光结构、绿光结构、上电极21和下电极22；其中，
所述蓝光结构位于所述衬底层11上，所述绿光结构嵌入所述蓝光结构内，所述上电极21分别位于所述蓝光结构和所述绿光结构上，所述下电极22位于所述蓝光结构上。将上电极分别设置于不同的结构上，可以使led色温的控制更加灵活。
优选地，所述衬底层11为蓝宝石衬底。
进一步地，所述蓝光结构包括：第一gan缓冲层101、第一gan稳定层102、第一n型gan层103、第一有源层104、第一p型algan阻挡层105、第一p型gan层106，其中，
所述第一gan缓冲层101、所述第一gan稳定层102、所述第一n型gan层103、所述第一有源层104、所述第一p型algan阻挡层105、所述第一p型gan层106依次层叠设置于所述衬底层11上。
进一步地，所述第一有源层104为ingan/gan多量子阱结构。其中，所述ingan/gan多量子阱结构中in的含量为10％～20％，in的含量决定了该衬底材料上形成的结构为蓝光结构。
进一步地，所述绿光结构包括：第二gan缓冲层201、第二gan稳定层202、第二n型gan层203、第二有源层204、第二p型algan阻挡层205、第二p型gan层206、sio2隔离层12，其中，
所述第二gan缓冲层201的底部位于所述第一gan稳定层102内，所述第二gan稳定层202、所述第二n型gan层203、所述第二有源层204、所述第二p型algan阻挡层205、所述第二p型gan层206依次层叠设置于所述第二gan缓冲层201上。
以出光方向为向上方向，所述sio2隔离层12位于所述第二gan缓冲层201、所述第二gan稳定层202、所述第二n型gan层203、所述第二有源层204、所述第二p型algan阻挡层205、所述第二p型gan层206四周且所述sio2隔离层12底部位于所述第一gan稳定层102内。
进一步地，所述第二有源层204为ingan/algan多量子阱结构。
进一步地，所述第二有源层204还可以为ingan/gan多量子阱结构。所述ingan/gan多量子阱结构中in的含量为20％～30％。in含量依据光波长而定，含量越高光波波长越长。in的含量决定了所述蓝光结构内形成的结构为绿光结构。
进一步地，所述第一p型gan层106、所述第一gan稳定层102和所述第二p型gan层206上均设置有sio2层107。
进一步地，所述第一p型gan层106和所述第二p型gan层206上依次层叠设置有增透膜1001和荧光薄膜1002。所述增透膜1001和所述荧光薄膜1002配合使用，可以使led芯片发出白光的效果更好。
本发明实施例，可以达到以下有益效果：
1.本发明实施例通过将双色led芯片上电极设置在不同的结构上，可以实现上电极的单独控制，从而使色温的调节更加灵活。
2.本发明实施例通过在双色led芯片蓝光结构内设置绿光结构，从而可以使led芯片发白光时，减少荧光粉的用量。
3.本发明的这种双色led芯片能够提高led芯片的集成度，降低led芯片的成本。
4.本发明的这种双色led芯片结构简单，易于实现。
实施例五
本实施例重点描述了双色led芯片的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
s10.在衬底上生长蓝光材料。请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种双色led芯片的蓝光结构示意图。
s101.选取蓝宝石(0001)衬底层11。
s102.在所述蓝宝石衬底层11上生长厚度为3000～5000nm的第一gan缓冲层101，生长温度为400～600℃，其中，第一gan缓冲层101优选厚度为4000nm，其最优生长温度为500℃。
s103.升温至900-1050℃，在所述第一gan缓冲层101表面生长厚度为500～1500nm的第一gan稳定层102，其中，第一gan稳定层102优选厚度为1000nm，其最优生长温度为1000℃。
s104.保持温度不变，在所述第一gan稳定层102表面生长厚度为200～1000nm掺si的第一n型gan层103，掺杂浓度为1×1018cm-3～5×1019cm-3。其中，第一n型gan层103优选生长厚度为400nm，最优生长温度为1000℃，最优掺杂浓度为1×1019cm-3。
s105.在所述第一n型gan层103表面生长第一ingan/gan多量子阱结构作为第一有源层104。第一ingan量子阱层104b的生长温度为650℃～750℃，第一gan势垒层104a的生长温度为750℃～850℃；第一量子阱周期为8～30，第一ingan量子阱层104b的厚度为1.5～3.5nm，其中in的含量为10％～20％，其含量依据光波长定，含量越高光波波长越长；第一gan势垒层104a的厚度均为5～10nm。其中，第一ingan量子阱层104b的优选生长温度为750℃、优选厚度为2.8nm；第一gan势垒层104a的优选生长温度为850℃、优选厚度为5nm。第一量子阱周期优选为20。
s106.在所述第一有源层104表面生长厚度为10～40nm掺mg的第一p型algan阻挡层105，生长温度为850～950℃。其中，，第一p型algan阻挡层105优选厚度为20nm，其最优生长温度为900℃。
s107.在所述第一p型algan阻挡层105表面生长厚度为100～300nm的第一p型gan层106,作为接触用。其中，第一p型gan层106优选厚度为200nm，其最优生长温度为900℃。
s11.在所述蓝光材料上制备多个绿光灯芯槽，所述蓝光材料形成多个蓝光结构。请参见图7，图7为本发明实施例提供的一种双色led芯片的绿光灯芯槽的结构示意图。
s111.在所述第一p型gan层106表面淀积一层第一氧化层，优选地，第一氧化层材料为sio2，厚度为300～800nm。其中，第一氧化层厚度最优值为500nm。
s112.利用湿法刻蚀工艺，在所述第一氧化层上刻蚀一个长大于50μm，小于300μm，宽大于50μm，小于300μm的矩形窗口；其中，所述矩形窗口长最优值为100μm，宽最优值为100μm。
s113.利用干法刻蚀工艺，刻蚀所述矩形窗口的层材料，一直到所述第一gan缓冲层101以形成槽体。
s114.去掉表面所述第一氧化层，在所述第一p型gan层106再沉积一层第二氧化层。优选地，第二氧化层材料为sio2，厚度为20～100nm。其中，，第二氧化层厚度最优值为50nm。
s115.利用干法刻蚀所述第一p型gan层106表面的第二氧化层。在所述槽体四周形成氧化隔离层12。
s12.在所述绿光灯芯槽内生长绿光材料，所述绿光材料和四周的氧化隔离层12形成多个绿光结构。请参见图8，图8为本发明实施例提供的一种双色led芯片的蓝光结构和绿光结构的结构示意图。
s121.在所述绿光灯芯槽中，生长厚度为3000～5000nm的第二gan缓冲层201，生长温度为400～500℃。其中，，第二gan缓冲层201优选厚度为4000nm，其最优生长温度为500℃。
s122.在所述第二gan缓冲层201表面生长厚度为500～1500nm的第二gan稳定层202，生长温度为900～1050℃，其中，第二gan稳定层202优选厚度为1000nm，其最优生长温度为1000℃。
s123.保持温度不变，在所述第二gan稳定层202表面生长厚度为200～1000nm掺si的第二n型gan层203，掺杂浓度为1×1018cm-3～5×1019cm-3。其中，第二n型gan层203优选生长厚度为400nm，最优生长温度为1000℃，最优掺杂浓度为1×1019cm-3。
s124.在所述第二n型gan层203表面生长第二ingan/gan多量子阱结构作为第二有源层204。绿色led可以改变量子阱结构。其中第二ingan量子阱层204b的生长温度为650℃～750℃，第二gan势垒层204a的生长温度为750℃～850℃；第二量子阱周期为8～30，第二ingan量子阱层204b的厚度为1.5～3.5nm，其中in的含量为20％～30％，其含量依据光波长定，含量越高光波波长越长；第二gan势垒层204a的厚度均为5～10nm。其中，第二ingan量子阱层204b的优选生长温度为750℃、优选厚度为2.8nm；第二gan势垒层204a的优选生长温度为850℃、优选厚度为5nm。第二量子阱周期优选为20。
s125.在所述第二有源层表面生长厚度为10～40nm掺mg的第二p型algan阻挡层205，生长温度为850～950℃。其中，第二p型algan阻挡层205优选厚度为20nm，其最优生长温度为900℃。
s126.在所述第二p型algan阻挡层205表面生长厚度为100～300nm的第二p型gan层206,作为接触用。其中，第二p型gan层206优选厚度为200nm，其最优生长温度为900℃。
s13.制作电极。
s131.利用pecvd工艺，在整个芯片表面沉积一层第三氧化层，优选地，第三氧化层材料为sio2，厚度为300～800nm。经实验论证，第三氧化层厚度最优值为500nm。
s132.利用干法刻蚀工艺，在所述第三氧化层上刻蚀下电极窗口，位于所述第一gan稳定层102上。
s133.去掉所述第三氧化层，再沉积第四氧化层107，优选地，所述第四氧化层107材料为sio2，利用干法刻蚀工艺，在所述第一gan稳定层102上形成下电极接触窗口，在所述第一p型gan层106和所述第二p型gan层206上形成上电极接触窗口。
s134.蒸镀金属cr/pt/au电极，其中，cr的厚度为20～40nm，pt的厚度为20～40nm，au的厚度为800～1500nm；经实验论证，cr的厚度最优值为30nm、pt的厚度最优值为30nm、au的厚度最优值为1200nm。之后在300℃～500℃温度下退火处理，形成金属化合物，并去掉多余金属形成上电极21和下电极22。
s135.淀积金属，光刻引线，采用pecvd工艺淀积钝化层，优选地，钝化层材料为sio2。图形光刻，露出电极焊盘所在的区域，以便后续引金线。
在上述步骤之后，将蓝宝石衬底11背面减薄至150μm以下，在背面镀金属反射层，如金属al、ni、ti等。之后进行划片形成led芯片。
此外，在步骤s126之后，也可以实施如下步骤以增加增透膜和荧光薄膜：
s201.在所述第一p型gan层206和所述第二p型gan层206表面制备增透膜1001。
s202.在所述增透膜1001表面制备荧光薄膜1002，所述荧光薄膜1002为红光荧光薄膜，所述红光荧光薄膜的厚度为50nm～2000nm。
s203.利用pecvd工艺，在所述红光荧光薄膜上沉积一层第三氧化层，优选地，第三氧化层材料为sio2。
s204.利用干法刻蚀工艺，在所述第三氧化层上刻蚀下电极窗口，位于所述第一gan稳定层102上。
s205.去掉所述第三氧化层，再沉积第四氧化层107，优选地，所述第四氧化层107材料为sio2，利用干法刻蚀工艺，在所述第一gan稳定层102上形成下电极接触窗口，在所述红光荧光薄膜1002上形成上电极接触窗口。
s206.蒸镀金属cr/pt/au电极，其中，cr的厚度为20～40nm，pt的厚度为20～40nm，au的厚度为800～1500nm；其中，cr的厚度最优值为30nm、pt的厚度最优值为30nm、au的厚度最优值为1200nm。之后在300℃～500℃温度下退火处理，形成金属化合物，并去掉多余金属形成上电极21和下电极22。请同时参见图9和图10，图9为本发明实施例提供的另一种双色led芯片的俯视结构示意图；图10为本发明实施例提供的另一种双色led芯片的侧视截面结构示意图。其中，其退火最优值为350℃。
s207.淀积金属，光刻引线，采用pecvd工艺淀积钝化层，优选地，钝化层材料为sio2。图形光刻，露出电极焊盘所在的区域，以便后续引金线。
在上述步骤之后，将蓝宝石衬底层11背面减薄至150μm以下，在背面镀金属反射层，如金属al、ni、ti等。之后进行划片形成led芯片。
本发明实施例，通过在蓝光材料内生长绿光材料，使led芯片同时发出两种颜色的光，减少了荧光粉的用量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。