陣列基板及其製作方法、指紋識別裝置與流程

2023-05-21 08:26:26

本發明涉及光電檢測領域，具體涉及一種陣列基板及其製作方法、指紋識別裝置。

背景技術：

指紋識別是利用光電檢測的原理，根據指紋的谷和脊反射的光線不同，獲得不同的電信號，進而得出指紋圖像。現有技術中指紋識別裝置的結構為：在一基板上設置多個有機發光二極體和與有機發光二極體一一對應的光電二極體，光電二極體設置在相應有機發光二極體的下方。進行指紋識別時，有機發光二極體向上發射光線，光線被手指反射到下方的光電二極體，光電二極體將光信號轉換為相應的電信號，指紋的谷和脊向下反射的光線不同，從而使得相應的電信號的大小不同，進而使得檢測電路根據谷和脊對應的電信號得到指紋的圖像。

信噪比是評價光電檢測效果的重要因素，信噪比的提升能夠提高光電檢測的精確性和效率。因此，有必要通過各種途徑提高光電檢測的信噪比，進而提高指紋識別準確率。

技術實現要素：

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種陣列基板及其製作方法、指紋識別裝置，以提高光電檢測的信噪比，從而提高指紋識別準確率。

為了解決上述技術問題之一，本發明提供一種陣列基板，包括襯底和設置在所述襯底上的自發光單元和多個光電檢測單元，每個所述光電檢測單元在所述襯底上的正投影均被所述自發光單元在所述襯底上的正投影環繞。

優選地，所述自發光單元包括沿多個第一方向延伸的第一發光部和多個沿第二方向延伸的第二發光部，所述第一發光部和所述第二發光部相互交叉以形成網狀結構，所述網狀結構在所述襯底上形成網狀投影，所述光電檢測單元與所述網狀投影的網格一一對應，每個所述光電檢測單元朝向所述襯底的正投影位於相應的網格中。

優選地，所述光電檢測單元朝向所述襯底的正投影的邊界與所述光電檢測單元所對應的網格的內邊界重合。

優選地，所述自發光單元位於所述襯底面向出光方向的一側，所述光電檢測單元位於所述襯底背向出光方向的另一側。

優選地，所述襯底上還設置有與所述光電檢測單元一一對應的薄膜電晶體和連接在所述薄膜電晶體與所述光電檢測器件之間的第一電極，所述第一電極的一部分設置在所述薄膜電晶體的漏極上，所述光電檢測單元位於所述第一電極背離所述襯底的一側，所述光電檢測單元背離所述襯底的表面還設置有第二電極。

相應地，本發明還提供一種陣列基板的製作方法，包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成多個光電檢測單元；

在所述襯底上形成自發光單元，其中，每個光電檢測單元在所述襯底上的正投影均被所述自發光單元在所述襯底上的正投影環繞。

優選地，所述自發光單元包括多個沿第一方向延伸的第一發光部和多個沿第二方向延伸的第二發光部，所述第一發光部和所述第二發光部相互交叉以形成網狀結構，所述網狀結構在所述襯底上形成網狀投影，所述光電檢測單元與所述網狀投影的網格一一對應，每個光電檢測單元朝向所述襯底的正投影位於相應的網格中。

優選地，所述自發光單元位於所述襯底面向出光方向的一側，所述光電檢測單元位於所述襯底背向出光方向的另一側。

優選地，在所述襯底上形成所述光電檢測單元的步驟之前還包括：形成多個薄膜電晶體和對位標記，所述薄膜電晶體與所述光電檢測單元一一對應，所述對位標記位於所述陣列基板的邊緣；

形成與薄膜電晶體一一對應的、透明的第一電極，所述第一電極的一部分設置在相應的薄膜電晶體的漏極上；

形成所述光電檢測單元的步驟之後還包括：

在所述光電檢測單元背離所述襯底的表面形成第二電極；

在所述襯底上形成自發光單元的步驟在形成所述光電檢測單元的步驟之後進行，且在形成自發光單元的過程中，利用所述對位標記進行對位，以使得所述光電檢測單元朝向所述襯底的正投影的邊界與所述光電檢測單元所對應的網格的內邊界重合。

相應地，本發明還提供一種指紋識別裝置，包括本發明提供的上述陣列基板。

在本發明中，由於每個光電檢測單元在襯底上的正投影均被自發光單元在所述襯底上的正投影環繞，因此，當手指放置在陣列基板上方時，自發光單元發射的光線被手指反射後，會直接射向光電檢測單元，而不會受到遮擋。並且，每個光電檢測單元接收到的光線是由四周的自發光單元發出的，與現有技術中在每個光電檢測器件上方設置自發光單元的結構相比，本發明中的光電檢測單元能夠接收到更多的光線，從而接收到更多的有效信號，進而提高光電轉換的信噪比。另外，當手指的某一檢測點對應於兩個自發光單元之間區域時，該檢測點反射的光線會被該區域下方的光電檢測單元接收到，而不會被其他光電檢測單元接收到，從而便於在後續對檢測點進行圖像識別。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明實施例中提供的陣列基板的俯視圖；

圖2是本發明實施例中自發光單元和光電檢測單元的位置關係示意圖；

圖3是光電檢測單元在襯底上的具體設置結構示意圖；

圖4是本發明實施例中提供的陣列基板的製作方法流程圖。

其中，附圖標記為：

1、襯底；2、自發光單元；21、第一發光部；22、第二發光部；3、光電檢測單元；4、絕緣層；5、薄膜電晶體；51、柵極；52、源極；53、漏極；54、有源層；6、第一電極；7、第二電極；8、鈍化層。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

作為本發明的一方面，提供一種陣列基板，結合圖1至圖3所示，該陣列基板包括襯底1和設置在襯底1上的自發光單元2和多個光電檢測單元3，每個光電檢測單元3在襯底1上的正投影均被自發光單元2在襯底1上的正投影環繞。

其中，光電檢測單元3具體可以為pin光電二極體，其包括依次疊置的n型非晶矽膜層、本徵非晶矽膜層和p型非晶矽膜層。光電檢測單元3在可見光的照射下產生空穴電子對，電子朝向n型非晶矽膜層移動，空穴朝向p型非晶矽膜層移動。

在本申請中，自發光單元2可以是有機發光單元oled、量子點發光單元qled、微型陣列發光單元microled等電致發光器件。在如下實施例中，以有機發光單元oled為例說明本申請技術方案的實現和原理。

有機發光單元oled具體可以採用頂發射型結構，其包括依次疊置多個發光膜層，如反射電極、電子注入層、電子傳輸層、發光層、空穴傳輸層、空穴注入層、透明電極；為了不影響自發光單元2的光線反射，可以將光電檢測單元3設置在自發光單元2下方的層中。或者，自發光單元2為底發射型結構，光電檢測單元3設置在自發光單元2上方的層中。在進行指紋識別時，有機發光單元oled發射的光線被手指反射至光電檢測單元3，光電檢測單元3接收到光信號並將其轉換為電信號，由於指紋的谷和脊所反射的光線不同，因此所轉換的電信號也不同，從而使得檢測電路根據不同的電信號獲取指紋的圖像。

在本發明中，由於每個光電檢測單元3在襯底1上的正投影均被自發光單元2在所述襯底上的正投影環繞，因此，當手指放置在陣列基板上方時，自發光單元2發射的光線被手指反射後，會直接射向光電檢測單元3，而不會受到遮擋。並且，每個光電檢測單元3接收到的光線是由四周的自發光單元2發出的，與現有技術中在每個光電檢測器件上方設置自發光單元2的結構相比，本發明中的光電檢測單元3能夠接收到更多的光線，從而接收到更多的有效信號，進而提高光電轉換的信噪比。另外，對於現有技術中的結構(即，每個自發光單元下方設置一個光電檢測單元)而言，當手指的某一檢測點對應於兩個自發光單元之間的區域時，該兩個自發光單元下方的光電檢測單元均可能接收到檢測點反射的光線，從而產生幹擾，不利於進行檢測點的圖像識別；而在本發明中，當手指的某一檢測點位於圖2中的a區域時，該檢測點反射的光線會被a區域下方的光電檢測單元3接收到，而不會被其他光電檢測單元3接收到，從而防止不同光電檢測單元3的不同檢測信號在後續圖像識別時發生幹擾。

本發明對自發光單元2的具體形狀和設置方式不作具體限定，例如，可以設置多個間隔的自發光單元2，並且光電檢測單元3在襯底1上的正投影周圍環繞有多個自發光單元2的正投影；也可以為：自發光單元2為一整體式結構。優選地，本發明採用將自發光單元2設置一整體式結構，具體地，如圖1所示，自發光單元2包括沿多個第一方向延伸的第一發光部21和多個沿第二方向延伸的第二發光部22，第一發光部21和第二發光部22相互交叉以形成網狀結構，所述網狀結構在襯底1上形成網狀投影，該網狀投影包括多個網格，光電檢測單元3與所述網狀投影的網格一一對應，光電檢測單元3朝向襯底1的正投影位於相應的網格中。這種結構使得每個光電檢測單元3周圍的自發光單元2的面積更大，從而使得光電檢測單元3能夠接收到更多的光線，進一步提高信噪比。

基於本發明的技術構思，本領域技術人員容易理解，除了上述自發光單元的布置方式外，其它的布置方式，例如三角形、稜形等，依舊為本發明的保護範圍所涵蓋。

進一步地，光電檢測單元3朝向所述襯底1的正投影的邊界與光電檢測單元3所對應的網格的內邊界重合，從而在反射光線不被遮擋而射向光電檢測單元3的情況下，最大程度地提高光線接收面積，進一步提高光線的接收量，提高信噪比。其中，網格的內邊界為：圍成該網格的兩個第一發光部21和兩個第二發光部22中，兩個第一發光部21相對的邊緣以及兩個第二發光部22相對的邊緣。例如，在圖1中，左上角的光電檢測單元3在襯底上的投影的四條邊界分別與最上方第一發光部21的下邊緣、從上往下第二條第一發光部21的上邊緣、最左邊第二發光部22的右邊緣、從左往右第二條第二發光部22的左邊緣在襯底1上的投影重合。

應當理解的是，所述陣列基板還包括絕緣層4，該絕緣層4上形成有容納槽，自發光單元2設置在容納槽中。以自發光單元2為頂發光式有機發光單元為例，有機發光單元的上方還設置有透明電極，下方設置有反射電極(未示出)。包括所述陣列基板的指紋識別裝置可以只用於對指紋識別，這時，透明電極和反射電極可以均為整層結構，陣列基板還包括高、低電平信號線，以分別為反射電極和透明電極提供信號，從而使得有機發光單元發光。指紋識別裝置也可以同時進行指紋識別和畫面顯示，這時，可以將所述透明電極設置為整層結構、將反射電極的數量設置為多個，多個反射電極排列為多行多列，陣列基板上設置有多條掃描線、多條數據線以及與反射電極一一對應的開關管，通過掃描線的掃描、數據線提供數據信號以及開關管的開啟來實現顯示，具體顯示過程與現有技術中有機發光顯示面板的顯示原理相同，這裡不再詳細說明。

進一步地，如圖2所示，自發光單元2和光電檢測單元3分別設置在襯底1的兩側，其中，自發光單元2位於襯底1面向出光方向的一側，光電檢測單元3位於襯底1背向出光方向的一側。圖2中自發光單元2為頂發光式結構，襯底1面向出光方向的一側即為襯底1的上側，背向出光方向的一側即為襯底1的下側。這樣可以使得以有機發光單元作為自發光單元2時，有機發光單元可以設置在比較平坦的表面，不需要單獨製作平坦化層，減小了產品的整體厚度，降低了成本。

如圖3所示，襯底1上還設置有與所述光電檢測單元3一一對應的薄膜電晶體5和連接在薄膜電晶體5與光電檢測單元3之間的第一電極6，薄膜電晶體5包括柵極51、有源層54、源極52和漏極53，第一電極6的一部分設置在薄膜電晶體5的漏極53上，從而與漏極53電連接。光電檢測單元3位於第一電極6背離襯底1的一側，光電檢測單元3背離襯底1的表面還設置有第二電極7。每個光電檢測單元3上的第二電極可以通過檢測線與檢測電路相連，進行光電檢測時，薄膜電晶體可以逐行開啟，以使得每行薄膜電晶體開啟時，相應一行中的光電檢測單元3進行光電轉換，並將轉換的電信號通過第二電極和檢測線傳輸至檢測電路。襯底1上還可以設置有鈍化層8，鈍化層8上形成有過孔，該過孔對應於第一電極6的未與漏極53接觸的部分，光電檢測單元3設置在過孔中。

需要說明的是，第一電極6和第二電極7的設置不應影響光電檢測單元3接收光線，當光電檢測單元3和自發光單元2分別設置在襯底1的兩側時，第一電極6為透明電極(例如，氧化銀錫ito電極)，第二電極7可以為透明電極，也可以為非透明電極；當光電檢測單元3和自發光單元2設置在襯底1的同一側時，即，光電檢測單元3設置在薄膜電晶體5所在層的上方、自發光單元2設置在光電檢測單元3所在層的上方時，第二電極7為透明電極，第一電極6可以為透明電極、也可以為非透明電極。

作為本發明的另一方面，提供一種陣列基板的製作方法，結合圖1至圖3所示，所述製作方法包括：

提供襯底1。

在襯底1上形成多個光電檢測單元3。

在襯底1上形成自發光單元2，其中，每個光電檢測單元3在襯底1上的正投影均被自發光單元2在襯底1上的正投影環繞。

在本發明中，由於每個光電檢測單元3在襯底1上的正投影均被所述自發光單元2在所述襯底1上的正投影環繞，因此，當手指放置在陣列基板上方時，自發光單元2發射的光線被手指反射後，會直接射向光電檢測單元3，而不會受到遮擋。並且，每個光電檢測單元3接收到的光線是由四周的自發光單元2發出的，因此，每個光電檢測單元3能夠接收到更多的光線，從而接收到更多的有效信號，進而提高光電轉換的信噪比。另外，當手指的某一檢測點對應於兩個自發光單元2之間a區域時，該檢測點反射的光線會被a區域下方的光電檢測單元3接收到，而不會被其他光電檢測單元3接收到，從而便於在後續對檢測點進行圖像識別。

下面結合圖1和圖4對本發明提供的陣列基板的製作方法進行具體介紹。所述製作方法包括：

s1、提供襯底1。

s2、形成多個薄膜電晶體5和對位標記(未示出)，所述對位標記位於所述陣列基板的邊緣，即，位於光電檢測單元3和自發光單元2所在區域的周圍。薄膜電晶體5包括柵極51、有源層54、源極52和漏極53，所述對位標記的材料為金屬，並可以與薄膜電晶體5的柵極51同步形成，也可以和源極52、漏極53同步形成。

s3、形成與薄膜電晶體5一一對應的、透明的第一電極6，第一電極的一部分設置在相應薄膜電晶體5的漏極53上，第一電極6的材料具體可以採用氧化銦錫(ito)。

s4、在襯底1背向出光方向的一側(即圖2中襯底1的下側)形成多個光電檢測單元3，薄膜電晶體5與光電檢測單元3一一對應。

s5、在光電檢測單元3背離襯底1的表面形成第二電極7。

s6、在襯底1朝向出光方向的另一側(即圖2中襯底1的上側)形成自發光單元2。具體地，自發光單元2包括沿多個第一方向延伸的第一發光部21和多個沿第二方向延伸的第二發光部22，所述第一發光部21和第二發光部22相互交叉以形成網狀結構，所述網狀結構在襯底1上形成網狀投影，光電檢測單元3與所述網狀投影的網格一一對應，每個光電檢測單元3朝向襯底1的正投影位於相應的網格中。

並且，在進行步驟s6的過程中，利用所述對位標記進行對位，以使得所述光電檢測單元3朝向襯底1的正投影的邊界與光電檢測單元3所對應的網格的內邊界重合(如圖1和圖2所示)。其中，在形成網格狀的自發光單元2時，可以先形成絕緣層4，然後利用光刻構圖工藝在該絕緣層4上形成容納槽，該容納槽在襯底1上的正投影為網格狀，之後在所述容納槽中蒸鍍形成多層發光膜層，從而形成有機發光單元oled作為自發光單元2。所述利用所述對位標記進行對位，即，使得對位標記與掩膜板上預先形成的基準標記對齊，從而使得在形成容納槽時，容納槽朝向襯底1的正投影為網狀投影，且網狀投影的內邊界與光電檢測單元3的邊界對齊。

作為本發明的另一方面，提供一種指紋識別裝置，包括本發明提供的上述陣列基板。由於所述陣列基板中的光電轉換單元接收到的光線量增加，從而增加了信噪比，因此，利用所述陣列基板的指紋識別裝置的識別效果更準確。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。