阵列基板及其制作方法、指纹识别装置与流程

本发明涉及光电检测领域，具体涉及一种阵列基板及其制作方法、指纹识别装置。

背景技术：

指纹识别是利用光电检测的原理，根据指纹的谷和脊反射的光线不同，获得不同的电信号，进而得出指纹图像。现有技术中指纹识别装置的结构为：在一基板上设置多个有机发光二极管和与有机发光二极管一一对应的光电二极管，光电二极管设置在相应有机发光二极管的下方。进行指纹识别时，有机发光二极管向上发射光线，光线被手指反射到下方的光电二极管，光电二极管将光信号转换为相应的电信号，指纹的谷和脊向下反射的光线不同，从而使得相应的电信号的大小不同，进而使得检测电路根据谷和脊对应的电信号得到指纹的图像。

信噪比是评价光电检测效果的重要因素，信噪比的提升能够提高光电检测的精确性和效率。因此，有必要通过各种途径提高光电检测的信噪比，进而提高指纹识别准确率。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种阵列基板及其制作方法、指纹识别装置，以提高光电检测的信噪比，从而提高指纹识别准确率。

为了解决上述技术问题之一，本发明提供一种阵列基板，包括衬底和设置在所述衬底上的自发光单元和多个光电检测单元，每个所述光电检测单元在所述衬底上的正投影均被所述自发光单元在所述衬底上的正投影环绕。

优选地，所述自发光单元包括沿多个第一方向延伸的第一发光部和多个沿第二方向延伸的第二发光部，所述第一发光部和所述第二发光部相互交叉以形成网状结构，所述网状结构在所述衬底上形成网状投影，所述光电检测单元与所述网状投影的网格一一对应，每个所述光电检测单元朝向所述衬底的正投影位于相应的网格中。

优选地，所述光电检测单元朝向所述衬底的正投影的边界与所述光电检测单元所对应的网格的内边界重合。

优选地，所述自发光单元位于所述衬底面向出光方向的一侧，所述光电检测单元位于所述衬底背向出光方向的另一侧。

优选地，所述衬底上还设置有与所述光电检测单元一一对应的薄膜晶体管和连接在所述薄膜晶体管与所述光电检测器件之间的第一电极，所述第一电极的一部分设置在所述薄膜晶体管的漏极上，所述光电检测单元位于所述第一电极背离所述衬底的一侧，所述光电检测单元背离所述衬底的表面还设置有第二电极。

相应地，本发明还提供一种阵列基板的制作方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成多个光电检测单元；

在所述衬底上形成自发光单元，其中，每个光电检测单元在所述衬底上的正投影均被所述自发光单元在所述衬底上的正投影环绕。

优选地，所述自发光单元包括多个沿第一方向延伸的第一发光部和多个沿第二方向延伸的第二发光部，所述第一发光部和所述第二发光部相互交叉以形成网状结构，所述网状结构在所述衬底上形成网状投影，所述光电检测单元与所述网状投影的网格一一对应，每个光电检测单元朝向所述衬底的正投影位于相应的网格中。

优选地，所述自发光单元位于所述衬底面向出光方向的一侧，所述光电检测单元位于所述衬底背向出光方向的另一侧。

优选地，在所述衬底上形成所述光电检测单元的步骤之前还包括：形成多个薄膜晶体管和对位标记，所述薄膜晶体管与所述光电检测单元一一对应，所述对位标记位于所述阵列基板的边缘；

形成与薄膜晶体管一一对应的、透明的第一电极，所述第一电极的一部分设置在相应的薄膜晶体管的漏极上；

形成所述光电检测单元的步骤之后还包括：

在所述光电检测单元背离所述衬底的表面形成第二电极；

在所述衬底上形成自发光单元的步骤在形成所述光电检测单元的步骤之后进行，且在形成自发光单元的过程中，利用所述对位标记进行对位，以使得所述光电检测单元朝向所述衬底的正投影的边界与所述光电检测单元所对应的网格的内边界重合。

相应地，本发明还提供一种指纹识别装置，包括本发明提供的上述阵列基板。

在本发明中，由于每个光电检测单元在衬底上的正投影均被自发光单元在所述衬底上的正投影环绕，因此，当手指放置在阵列基板上方时，自发光单元发射的光线被手指反射后，会直接射向光电检测单元，而不会受到遮挡。并且，每个光电检测单元接收到的光线是由四周的自发光单元发出的，与现有技术中在每个光电检测器件上方设置自发光单元的结构相比，本发明中的光电检测单元能够接收到更多的光线，从而接收到更多的有效信号，进而提高光电转换的信噪比。另外，当手指的某一检测点对应于两个自发光单元之间区域时，该检测点反射的光线会被该区域下方的光电检测单元接收到，而不会被其他光电检测单元接收到，从而便于在后续对检测点进行图像识别。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例中提供的阵列基板的俯视图；

图2是本发明实施例中自发光单元和光电检测单元的位置关系示意图；

图3是光电检测单元在衬底上的具体设置结构示意图；

图4是本发明实施例中提供的阵列基板的制作方法流程图。

其中，附图标记为：

1、衬底；2、自发光单元；21、第一发光部；22、第二发光部；3、光电检测单元；4、绝缘层；5、薄膜晶体管；51、栅极；52、源极；53、漏极；54、有源层；6、第一电极；7、第二电极；8、钝化层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的一方面，提供一种阵列基板，结合图1至图3所示，该阵列基板包括衬底1和设置在衬底1上的自发光单元2和多个光电检测单元3，每个光电检测单元3在衬底1上的正投影均被自发光单元2在衬底1上的正投影环绕。

其中，光电检测单元3具体可以为pin光电二极管，其包括依次叠置的n型非晶硅膜层、本征非晶硅膜层和p型非晶硅膜层。光电检测单元3在可见光的照射下产生空穴电子对，电子朝向n型非晶硅膜层移动，空穴朝向p型非晶硅膜层移动。

在本申请中，自发光单元2可以是有机发光单元oled、量子点发光单元qled、微型阵列发光单元microled等电致发光器件。在如下实施例中，以有机发光单元oled为例说明本申请技术方案的实现和原理。

有机发光单元oled具体可以采用顶发射型结构，其包括依次叠置多个发光膜层，如反射电极、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层、透明电极；为了不影响自发光单元2的光线反射，可以将光电检测单元3设置在自发光单元2下方的层中。或者，自发光单元2为底发射型结构，光电检测单元3设置在自发光单元2上方的层中。在进行指纹识别时，有机发光单元oled发射的光线被手指反射至光电检测单元3，光电检测单元3接收到光信号并将其转换为电信号，由于指纹的谷和脊所反射的光线不同，因此所转换的电信号也不同，从而使得检测电路根据不同的电信号获取指纹的图像。

在本发明中，由于每个光电检测单元3在衬底1上的正投影均被自发光单元2在所述衬底上的正投影环绕，因此，当手指放置在阵列基板上方时，自发光单元2发射的光线被手指反射后，会直接射向光电检测单元3，而不会受到遮挡。并且，每个光电检测单元3接收到的光线是由四周的自发光单元2发出的，与现有技术中在每个光电检测器件上方设置自发光单元2的结构相比，本发明中的光电检测单元3能够接收到更多的光线，从而接收到更多的有效信号，进而提高光电转换的信噪比。另外，对于现有技术中的结构(即，每个自发光单元下方设置一个光电检测单元)而言，当手指的某一检测点对应于两个自发光单元之间的区域时，该两个自发光单元下方的光电检测单元均可能接收到检测点反射的光线，从而产生干扰，不利于进行检测点的图像识别；而在本发明中，当手指的某一检测点位于图2中的a区域时，该检测点反射的光线会被a区域下方的光电检测单元3接收到，而不会被其他光电检测单元3接收到，从而防止不同光电检测单元3的不同检测信号在后续图像识别时发生干扰。

本发明对自发光单元2的具体形状和设置方式不作具体限定，例如，可以设置多个间隔的自发光单元2，并且光电检测单元3在衬底1上的正投影周围环绕有多个自发光单元2的正投影；也可以为：自发光单元2为一整体式结构。优选地，本发明采用将自发光单元2设置一整体式结构，具体地，如图1所示，自发光单元2包括沿多个第一方向延伸的第一发光部21和多个沿第二方向延伸的第二发光部22，第一发光部21和第二发光部22相互交叉以形成网状结构，所述网状结构在衬底1上形成网状投影，该网状投影包括多个网格，光电检测单元3与所述网状投影的网格一一对应，光电检测单元3朝向衬底1的正投影位于相应的网格中。这种结构使得每个光电检测单元3周围的自发光单元2的面积更大，从而使得光电检测单元3能够接收到更多的光线，进一步提高信噪比。

基于本发明的技术构思，本领域技术人员容易理解，除了上述自发光单元的布置方式外，其它的布置方式，例如三角形、棱形等，依旧为本发明的保护范围所涵盖。

进一步地，光电检测单元3朝向所述衬底1的正投影的边界与光电检测单元3所对应的网格的内边界重合，从而在反射光线不被遮挡而射向光电检测单元3的情况下，最大程度地提高光线接收面积，进一步提高光线的接收量，提高信噪比。其中，网格的内边界为：围成该网格的两个第一发光部21和两个第二发光部22中，两个第一发光部21相对的边缘以及两个第二发光部22相对的边缘。例如，在图1中，左上角的光电检测单元3在衬底上的投影的四条边界分别与最上方第一发光部21的下边缘、从上往下第二条第一发光部21的上边缘、最左边第二发光部22的右边缘、从左往右第二条第二发光部22的左边缘在衬底1上的投影重合。

应当理解的是，所述阵列基板还包括绝缘层4，该绝缘层4上形成有容纳槽，自发光单元2设置在容纳槽中。以自发光单元2为顶发光式有机发光单元为例，有机发光单元的上方还设置有透明电极，下方设置有反射电极(未示出)。包括所述阵列基板的指纹识别装置可以只用于对指纹识别，这时，透明电极和反射电极可以均为整层结构，阵列基板还包括高、低电平信号线，以分别为反射电极和透明电极提供信号，从而使得有机发光单元发光。指纹识别装置也可以同时进行指纹识别和画面显示，这时，可以将所述透明电极设置为整层结构、将反射电极的数量设置为多个，多个反射电极排列为多行多列，阵列基板上设置有多条扫描线、多条数据线以及与反射电极一一对应的开关管，通过扫描线的扫描、数据线提供数据信号以及开关管的开启来实现显示，具体显示过程与现有技术中有机发光显示面板的显示原理相同，这里不再详细说明。

进一步地，如图2所示，自发光单元2和光电检测单元3分别设置在衬底1的两侧，其中，自发光单元2位于衬底1面向出光方向的一侧，光电检测单元3位于衬底1背向出光方向的一侧。图2中自发光单元2为顶发光式结构，衬底1面向出光方向的一侧即为衬底1的上侧，背向出光方向的一侧即为衬底1的下侧。这样可以使得以有机发光单元作为自发光单元2时，有机发光单元可以设置在比较平坦的表面，不需要单独制作平坦化层，减小了产品的整体厚度，降低了成本。

如图3所示，衬底1上还设置有与所述光电检测单元3一一对应的薄膜晶体管5和连接在薄膜晶体管5与光电检测单元3之间的第一电极6，薄膜晶体管5包括栅极51、有源层54、源极52和漏极53，第一电极6的一部分设置在薄膜晶体管5的漏极53上，从而与漏极53电连接。光电检测单元3位于第一电极6背离衬底1的一侧，光电检测单元3背离衬底1的表面还设置有第二电极7。每个光电检测单元3上的第二电极可以通过检测线与检测电路相连，进行光电检测时，薄膜晶体管可以逐行开启，以使得每行薄膜晶体管开启时，相应一行中的光电检测单元3进行光电转换，并将转换的电信号通过第二电极和检测线传输至检测电路。衬底1上还可以设置有钝化层8，钝化层8上形成有过孔，该过孔对应于第一电极6的未与漏极53接触的部分，光电检测单元3设置在过孔中。

需要说明的是，第一电极6和第二电极7的设置不应影响光电检测单元3接收光线，当光电检测单元3和自发光单元2分别设置在衬底1的两侧时，第一电极6为透明电极(例如，氧化银锡ito电极)，第二电极7可以为透明电极，也可以为非透明电极；当光电检测单元3和自发光单元2设置在衬底1的同一侧时，即，光电检测单元3设置在薄膜晶体管5所在层的上方、自发光单元2设置在光电检测单元3所在层的上方时，第二电极7为透明电极，第一电极6可以为透明电极、也可以为非透明电极。

作为本发明的另一方面，提供一种阵列基板的制作方法，结合图1至图3所示，所述制作方法包括：

提供衬底1。

在衬底1上形成多个光电检测单元3。

在衬底1上形成自发光单元2，其中，每个光电检测单元3在衬底1上的正投影均被自发光单元2在衬底1上的正投影环绕。

在本发明中，由于每个光电检测单元3在衬底1上的正投影均被所述自发光单元2在所述衬底1上的正投影环绕，因此，当手指放置在阵列基板上方时，自发光单元2发射的光线被手指反射后，会直接射向光电检测单元3，而不会受到遮挡。并且，每个光电检测单元3接收到的光线是由四周的自发光单元2发出的，因此，每个光电检测单元3能够接收到更多的光线，从而接收到更多的有效信号，进而提高光电转换的信噪比。另外，当手指的某一检测点对应于两个自发光单元2之间a区域时，该检测点反射的光线会被a区域下方的光电检测单元3接收到，而不会被其他光电检测单元3接收到，从而便于在后续对检测点进行图像识别。

下面结合图1和图4对本发明提供的阵列基板的制作方法进行具体介绍。所述制作方法包括：

s1、提供衬底1。

s2、形成多个薄膜晶体管5和对位标记(未示出)，所述对位标记位于所述阵列基板的边缘，即，位于光电检测单元3和自发光单元2所在区域的周围。薄膜晶体管5包括栅极51、有源层54、源极52和漏极53，所述对位标记的材料为金属，并可以与薄膜晶体管5的栅极51同步形成，也可以和源极52、漏极53同步形成。

s3、形成与薄膜晶体管5一一对应的、透明的第一电极6，第一电极的一部分设置在相应薄膜晶体管5的漏极53上，第一电极6的材料具体可以采用氧化铟锡(ito)。

s4、在衬底1背向出光方向的一侧(即图2中衬底1的下侧)形成多个光电检测单元3，薄膜晶体管5与光电检测单元3一一对应。

s5、在光电检测单元3背离衬底1的表面形成第二电极7。

s6、在衬底1朝向出光方向的另一侧(即图2中衬底1的上侧)形成自发光单元2。具体地，自发光单元2包括沿多个第一方向延伸的第一发光部21和多个沿第二方向延伸的第二发光部22，所述第一发光部21和第二发光部22相互交叉以形成网状结构，所述网状结构在衬底1上形成网状投影，光电检测单元3与所述网状投影的网格一一对应，每个光电检测单元3朝向衬底1的正投影位于相应的网格中。

并且，在进行步骤s6的过程中，利用所述对位标记进行对位，以使得所述光电检测单元3朝向衬底1的正投影的边界与光电检测单元3所对应的网格的内边界重合(如图1和图2所示)。其中，在形成网格状的自发光单元2时，可以先形成绝缘层4，然后利用光刻构图工艺在该绝缘层4上形成容纳槽，该容纳槽在衬底1上的正投影为网格状，之后在所述容纳槽中蒸镀形成多层发光膜层，从而形成有机发光单元oled作为自发光单元2。所述利用所述对位标记进行对位，即，使得对位标记与掩膜板上预先形成的基准标记对齐，从而使得在形成容纳槽时，容纳槽朝向衬底1的正投影为网状投影，且网状投影的内边界与光电检测单元3的边界对齐。

作为本发明的另一方面，提供一种指纹识别装置，包括本发明提供的上述阵列基板。由于所述阵列基板中的光电转换单元接收到的光线量增加，从而增加了信噪比，因此，利用所述阵列基板的指纹识别装置的识别效果更准确。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。