指纹识别基板及其制备方法、显示装置与流程

[0001]
本文涉及但不限于显示技术领域，具体涉及一种指纹识别基板及其制备方法、显示装置。


背景技术：

[0002]
显示装置(如笔记本电脑、平板电脑、手机等)的指纹识别正逐步从电容式指纹识别转变为光学式指纹识别。光学式指纹识别是利用光线的折射和反射对用户指纹进行成像，然后通过图像识别的方法来识别指纹特征，具有成像分辨率高、图像识别比较容易等特点，且可以设置于显示屏下方，形成屏下指纹识别。
[0003]
当前量产的光学式指纹模组为单指型硅基cmos探测器，受限于半导体器件制造成本和工艺难度，硅基cmos指纹模组很难向大面积屏下方向发展。目前，在玻璃基屏下指纹技术中，具有光学准直器件的指纹识别模组具备较优的性能，有利于向大面积屏下方向发展。但由于光学准直器件的加入，使得该类产品的指纹识别模组普遍厚度较大，不符合显示装置轻薄化的发展趋势。


技术实现要素：

[0004]
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]
本公开所要解决的技术问题是，提供一种指纹识别基板及其制备方法、显示装置，以克服现有结构厚度较大等缺陷。
[0006]
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种指纹识别基板，包括基底、设置在所述基底上的指纹传感层和设置在指纹传感层远离所述基底一侧的准直滤光结构层，所述准直滤光结构层包括沿着远离所述基底方向依次设置的光孔层、光调制层和透镜层，所述光调制层用于调整所述透镜层的焦距和截止红外光线。
[0007]
在示例性实施方式中，所述指纹传感层包括设置在所述基底上的薄膜晶体管和光电二极管；所述薄膜晶体管包括栅电极、有源层、源电极和漏电极，所述光电二极管包括第一电极、光电转换层和第二电极；所述薄膜晶体管的漏电极与所述光电二极管的第一电极同层设置。
[0008]
在示例性实施方式中，所述指纹传感层还包括设置在所述薄膜晶体管远离所述基底一侧的第二绝缘层，所述第二绝缘层上设置有暴露出所述第一电极的第一过孔，所述光电转换层通过所述第一过孔与所述第一电极连接。
[0009]
在示例性实施方式中，所述指纹传感层还包括设置在所述第二绝缘层远离所述基底一侧的平坦层和第三绝缘层，所述平坦层和第三绝缘层设置有暴露出所述光电转换层的第二过孔，所述第二电极设置在所述第三绝缘层上，通过所述第二过孔与所述光电转换层连接。
[0010]
在示例性实施方式中，所述指纹传感层还包括设置在所述第二电极远离所述基底
一侧的电源线，所述电源线在基底上的正投影包含所述薄膜晶体管的沟道区域在基底上的正投影。
[0011]
在示例性实施方式中，所述光孔层设置在所述第二电极远离所述基底一侧，所述光孔层包括至少一个形成光线传输通道的光孔。
[0012]
在示例性实施方式中，所述光孔层的厚度为5μm至10μm，所述光孔的孔径为3μm至8μm。
[0013]
在示例性实施方式中，所述透镜层设置在所述光调制层远离所述基底一侧，所述透镜层包括至少一个透镜，所述至少一个透镜的焦点位于所述至少一个光孔的轴线上。
[0014]
在示例性实施方式中，所述透镜层的厚度为5μm至10μm。
[0015]
在示例性实施方式中，所述光调制层包括反射型光调制层，所述反射型光调制层包括至少一个交替设置的第一子层和第二子层，所述第一子层的折射率与所述第二子层的折射率不同，所述反射型光调制层的厚度为30μm至50μm。
[0016]
在示例性实施方式中，所述光调制层包括吸收型光调制层，所述吸收型光调制层包括蓝绿色感光丙烯酸树脂，所述吸收型光调制层的厚度为30μm至50μm。
[0017]
本公开还提供了一种显示装置，包括前述的指纹识别基板。
[0018]
本公开还提供了一种指纹识别基板的制备方法，包括：
[0019]
在基底上形成指纹传感层；
[0020]
在所述指纹传感层远离所述基底一侧形成准直滤光结构层；所述准直滤光结构层包括沿着远离所述基底方向依次设置的光孔层、光调制层和透镜层，所述光调制层用于调整所述透镜层的焦距和截止红外光线。
[0021]
在示例性实施方式中，在所述指纹传感层上形成准直滤光结构层，包括：
[0022]
在所述指纹传感层上形成所述光孔层，所述光孔层包括至少一个光孔；
[0023]
在所述光孔层上形成光调制层；
[0024]
在所述光调制层上形成透镜层，所述透镜层包括至少一个透镜，所述至少一个透镜的焦点位于所述至少一个光孔的轴线上。
[0025]
在示例性实施方式中，所述光调制层包括反射型光调制层，所述反射型光调制层包括至少一个交替设置的第一子层和第二子层，所述第一子层的折射率与所述第二子层的折射率不同；或者，
[0026]
所述光调制层包括吸收型光调制层，所述吸收型光调制层包括蓝绿色感光丙烯酸树脂。
[0027]
本公开示例性实施例所提供的指纹识别基板，通过将光孔层、光调制层和透镜层集成为准直滤光结构层，设置在光孔层和透镜层之间的光调制层既用于截止外部红外光线，又用于调整透镜层中透镜的焦距，有效减少了指纹识别基板的厚度，有效解决了现有指纹识别模组厚度较大的问题。
[0028]
当然，实施本公开的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本公开的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0029]
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
[0030]
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
[0031]
图1为本公开示例性实施例一种指纹识别基板的结构示意图；
[0032]
图2为图1中a-a向的剖视图；
[0033]
图3为本公开示例性实施例形成第一导电层图案后的示意图；
[0034]
图4为图3中a-a向的剖视图；
[0035]
图5为本公开示例性实施例形成半导体层图案后的示意图；
[0036]
图6为图5中a-a向的剖视图；
[0037]
图7为本公开示例性实施例形成半导体层图案后的示意图；
[0038]
图8为图7中a-a向的剖视图；
[0039]
图9为本公开示例性实施例形成第二绝缘层图案后的示意图；
[0040]
图10为图9中a-a向的剖视图；
[0041]
图11为本公开示例性实施例形成光电转换层图案后的示意图；
[0042]
图12为图11中a-a向的剖视图；
[0043]
图13为本公开示例性实施例形成平坦层和第三绝缘层图案后的示意图；
[0044]
图14为图13中a-a向的剖视图；
[0045]
图15为本公开示例性实施例形成第二电极图案后的示意图；
[0046]
图16为图15中a-a向的剖视图；
[0047]
图17为本公开示例性实施例形成电源线图案后的示意图；
[0048]
图18为图17中a-a向的剖视图；
[0049]
图19为本公开示例性实施例形成光孔层图案后的示意图；
[0050]
图20为图19中a-a向的剖视图；
[0051]
图21为本公开示例性实施例形成光调制层图案后的示意图；
[0052]
图22为图21中a-a向的剖视图；
[0053]
图23为本公开示例性实施例一种反射型光调制层的透过率曲线；
[0054]
图24为本公开示例性实施例一种吸收型光调制层的透过率曲线。
[0055]
附图标记说明:
[0056]
10—基底；
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11—第一绝缘层；
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12—第二绝缘层；
[0057]
13—平坦层；
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14—第三绝缘层；
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20—扫描信号线；
[0058]
21—栅电极；
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22—有源层；
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23—源电极；
[0059]
24—漏电极；
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30—数据信号线；
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31—第一电极；
[0060]
32—光电转换层；
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33—第二电极；
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34—电源线；
[0061]
41—光孔层；
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42—光调制层；
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43—透镜层。
具体实施方式
[0062]
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本公开的实施例进行详细说明。注意，实施方式可以以多个不同形式来实施。所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是方式和内容可以在不脱离本公开的宗旨及其范
围的条件下被变换为各种各样的形式。因此，本公开不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0063]
在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了各构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本公开的一个方式并不一定限定于该尺寸，附图中各部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本公开的一个方式不局限于附图所示的形状或数值等。
[0064]
本说明书中的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而设置，而不是为了在数量方面上进行限定的。
[0065]
在本说明书中，为了方便起见，使用“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的词句以参照附图说明构成要素的位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。构成要素的位置关系根据描述各构成要素的方向适当地改变。因此，不局限于在说明书中说明的词句，根据情况可以适当地更换。
[0066]
在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
[0067]
在本说明书中，晶体管是指至少包括栅电极、漏电极以及源电极这三个端子的元件。晶体管在漏电极(漏电极端子、漏区域或漏电极)与源电极(源电极端子、源区域或源电极)之间具有沟道区域，并且电流能够流过漏电极、沟道区域以及源电极。注意，在本说明书中，沟道区域是指电流主要流过的区域。
[0068]
在本说明书中，第一极可以为漏电极、第二极可以为源电极，或者第一极可以为源电极、第二极可以为漏电极。在使用极性相反的晶体管的情况或电路工作中的电流方向变化的情况等下，“源电极”及“漏电极”的功能有时互相调换。因此，在本说明书中，“源电极”和“漏电极”可以互相调换。
[0069]
在本说明书中，“电连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”的例子不仅包括电极和布线，而且还包括晶体管等开关元件、电阻器、电感器、电容器、其它具有各种功能的元件等。
[0070]
在本说明书中，“平行”是指两条直线形成的角度为-10
°
以上且10
°
以下的状态，因此，也包括该角度为-5
°
以上且5
°
以下的状态。另外，“垂直”是指两条直线形成的角度为80
°
以上且100
°
以下的状态，因此，也包括85
°
以上且95
°
以下的角度的状态。
[0071]
在本说明书中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”换成为“导电膜”。与此同样，有时可以将“绝缘膜”换成为“绝缘层”。
[0072]
本公开中的“约”，是指不严格限定界限，允许工艺和测量误差范围内的数值。
[0073]
相关技术提出了一种光学式指纹识别模组，采用指纹传感层、准直光路膜和滤光膜的叠层组装结构，且准直光路膜和滤光膜均是单独制备的。其中，滤光膜通过第一光学胶
(optically clear adhesive，简称oca)贴合连接在指纹传感基板上，准直光路膜通过第二光学胶贴合连接在滤光膜上，第一光学胶和第二光学胶的厚度均为25μm左右，滤光膜的厚度约为30μm至50μm。相关技术的准直光路膜主要包括叠设的光孔层、间隔(spacer)层和透镜层，透镜层用于汇聚指纹反射光，间隔层用于为透镜层提供合适的焦距，光孔层用于限制经透镜层汇聚后的大角度入射光。由于光孔层、间隔层和透镜层的厚度范围分别约为5μm至10μm、30μm至50μm和5μm至10μm，因而准直光路膜的总厚度约为40μm至70μm。这样，该指纹识别模组中准直光路膜和滤光膜的整体厚度约为120μm至170μm，指纹识别模组的总体厚度范围约为240μm至320μm。
[0074]
随着移动终端(如手机)的发展，移动终端内部结构的紧凑性要求越来越高。一种移动终端产品中，要求显示屏与中框之间用于放置指纹识别模组的高度不大于200μm。由于中框的可改造程度较低，因而该指纹识别模组的结构不仅不能满足设计要求，而且过厚的指纹识别模组还会严重干扰移动终端的内部结构。
[0075]
为了克服现有指纹识别模组厚度较大的问题，本公开提供了一种指纹识别基板。在示例性实施例中，指纹识别基板可以包括基底、设置在所述基底上的指纹传感层和设置在指纹传感层远离所述基底一侧的准直滤光结构层，所述准直滤光结构层包括沿着远离所述基底方向依次设置的光孔层、光调制层和透镜层，所述光调制层用于调整所述透镜层的焦距和截止红外光线。
[0076]
图1为本公开示例性实施例一种指纹识别基板的结构示意图，图2为图1中a-a向的剖视图。如图1和图2所示，指纹识别基板包括基底10，设置在基底10的多条扫描信号线20和多条数据信号线30，多条扫描信号线20和多条数据信号线30相互交叉，形成矩阵排列的多个识别像素。不难理解的是，本公开所说的扫描信号线和数据信号线交叉是指扫描信号线和数据信号线在基底上的投影垂直交叉，而扫描信号线和数据信号线之间由于存在绝缘层而不直接接触。至少一个识别像素包括在基底10上叠设的指纹传感层和准直滤光结构层，指纹传感层包括薄膜晶体管和光电二极管，准直滤光结构层包括叠设的光孔层41、光调制层42和透镜层43，透镜层43用于汇聚指纹的反射光，起到收光作用，光调制层42一方面用于截止红外光线，以免外部光线干扰正常的指纹成像，另一方面用于调整透镜层43的焦距，光孔层41用于限制经透镜层43汇聚后的大角度入射光，从而减小串扰。
[0077]
在示例性实施例中，扫描信号线20与外部电路的栅极集成电路(gate ic)连接，数据信号线30与外部电路的读取集成电路(roic)连接，栅极集成电路向扫描信号线20发送指纹识别扫描信号，读取集成电路从数据信号线30读取电信号。
[0078]
需要说明的是，如图1和图2所示结构仅示意了3行3列的识别像素，但实际上指纹识别基板可以包括几百行几百列的识别像素阵列，识别像素阵列组成指纹识别基板的感光区。
[0079]
在示例性实施例中，指纹传感层中的薄膜晶体管和光电二极管是在基底10上同步制备的。薄膜晶体管可以包括栅电极21、有源层22、源电极23和漏电极24，光电二极管包括第一电极31、光电转换层32和第二电极33。同步制备的薄膜晶体管和光电二极管中，薄膜晶体管的漏电极24和光电二极管的第一电极31可以同层设置，且通过同一次图案化工艺形成。在示例性实施例中，漏电极24和第一电极31可以是相互连接的一体结构。
[0080]
在示例性实施例中，指纹传感层中还包括覆盖薄膜晶体管的第二绝缘层12，第二
绝缘层12上设置有暴露出光电二极管的第一电极31的第一过孔，光电二极管的光电转换层32通过该第一过孔与光电二极管的第一电极31连接。
[0081]
在示例性实施例中，指纹传感层中还包括覆盖第二绝缘层12和光电转换层32的平坦层13和第三绝缘层14，平坦层13和第三绝缘层14上设置有暴露出光电二极管的光电转换层32的第二过孔，光电二极管的第二电极33设置在第三绝缘层14上，通过第二过孔与光电二极管的光电转换层32连接。
[0082]
在示例性实施例中，光电二极管的第二电极33上设置有电源线34，电源线34在基底上的正投影包含薄膜晶体管的沟道区域在基底上的正投影。
[0083]
在示例性实施例中，光孔层41设置在第二过孔的第二电极33上，光孔层41包括至少一个形成光线传输通道的光孔。
[0084]
在示例性实施例中，光调制层42设置在光孔层41上，一方面用于截止外部红外光线，另一方面用于调整透镜层43中多个透镜的焦距，使得每个透镜的焦点位于每个光孔的轴线上，且透镜的焦点位于光孔深度方向的中点。其中，光孔深度可以是光孔在垂直于基底平面的方向的尺寸，光孔深度方向可以是垂直于基底平面的方向。
[0085]
在示例性实施例中，透镜层43设置在光调制层42上，透镜层43包括至少一个透镜，至少一个透镜与至少一个光孔一一对应，用于汇聚指纹反射光，起到收光作用。
[0086]
在示例性实施例中，叠设的光孔层41、光调制层42和透镜层43可以限制大角度入射光线，可以限制外部红外光线，从而减小串扰。
[0087]
在示例性实施例中，光调制层42可以是反射型光调制层，反射型光调制层包括至少一个交替设置的第一子层和第二子层，所述第一子层的折射率与所述第二子层的折射率不同，所述反射型光调制层的厚度可以约为30μm至50μm，。
[0088]
在示例性实施例中，光调制层42可以是吸收型光调制层，所述吸收型光调制层包括蓝绿色感光丙烯酸树脂，所述吸收型光调制层的厚度可以约为30μm至50μm。
[0089]
本公开示例性实施例所提供的指纹识别基板，通过将光孔层、光调制层和透镜层集成为准直滤光结构层，设置在光孔层和透镜层之间的光调制层既用于截止外部红外光线，又用于调整透镜层中透镜的焦距，有效减少了指纹识别基板的厚度，有效解决了现有指纹识别模组厚度较大的问题。
[0090]
下面通过指纹识别基板的制备过程进行示例性说明。本公开所说的“图案化工艺”，对于金属材料、无机材料或透明导电材料，包括涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理，对于有机材料，包括涂覆有机材料、掩模曝光和显影等处理。沉积可以采用溅射、蒸镀、化学气相沉积中的任意一种或多种，涂覆可以采用喷涂、旋涂和喷墨打印中的任意一种或多种，刻蚀可以采用干刻和湿刻中的任意一种或多种，本公开不做限定。“薄膜”是指将某一种材料在基底上利用沉积、涂覆或其它工艺制作出的一层薄膜。若在整个制作过程当中该“薄膜”无需图案化工艺，则该“薄膜”还可以称为“层”。若在整个制作过程当中该“薄膜”需图案化工艺，则在图案化工艺前称为“薄膜”，图案化工艺后称为“层”。经过图案化工艺后的“层”中包含至少一个“图案”。本公开所说的“a和b同层设置”是指，a和b通过同一次图案化工艺同时形成，膜层的“厚度”为膜层在垂直于显示基板方向上的尺寸。本公开示例性实施例中，“a的正投影包含b的正投影”，是指b的正投影的边界落入a的正投影的边界范围内，或者a的正投影的边界与b的正投影的边界重叠。
[0091]
在一种示例性实施方式中，指纹识别基板的制备过程可以包括如下操作。
[0092]
(1)形成第一导电层图案。在示例性实施方式中，形成第一导电层图案可以包括：在基底上沉积第一金属薄膜，通过图案化工艺对第一金属薄膜进行图案化，形成第一导电层图案，第一导电层至少包括扫描信号线20和栅电极21，如图3和图4所示，图4为图3中a-a向的剖视图。
[0093]
在示例性实施例中，扫描信号线20可以沿着水平方向延伸，多条扫描信号线20相互平行。栅电极21设置在至少一个识别像素内，栅电极21可以为与扫描信号线20连接的一体结构。
[0094]
在示例性实施例中，基底可以采用硬质基底或柔性基底，如玻璃或聚酰亚胺(pi)。第一金属薄膜可以采用金属材料，如银(ag)、铜(cu)、铝(al)、钛(ti)和钼(mo)中的任意一种或多种，或上述金属的合金材料，如铝钕合金(alnd)或钼铌合金(monb)，可以是单层结构，或者是多层复合结构，如ti/al/ti等。
[0095]
(2)形成半导体层图案。在示例性实施方式中，形成半导体层图案可以包括：在形成前述图案的基底上，依次沉积第一绝缘薄膜和半导体薄膜，通过图案化工艺对半导体薄膜进行图案化，形成覆盖第一导电层图案的第一绝缘层11，以及设置在第一绝缘层11上的半导体层图案，半导体层图案至少包括有源层22，如图5和图6所示，图6为图5中a-a向的剖视图。
[0096]
在示例性实施例中，有源层22设置在至少一个识别像素内，有源层22在基底上的正投影与栅电极21在基底上的正投影存在重叠区域。
[0097]
在示例性实施例中，半导体薄膜可以采用非晶态氧化铟镓锌材料(a-igzo)、氮氧化锌(znon)、氧化铟锌锡(izto)、非晶硅(a-si)、多晶硅(p-si)、六噻吩或聚噻吩等材料，即本公开适用于基于氧化物(oxide)技术、硅技术或有机物技术制造的晶体管。第一绝缘层可以采用硅氧化物(siox)、硅氮化物(sinx)和氮氧化硅(sion)中的任意一种或多种，可以是单层、多层或复合层，第一绝缘层称为栅绝缘(gi)层。
[0098]
(3)形成第二导电层图案。在示例性实施方式中，形成第二导电层图案可以包括：在形成前述图案的基底上，沉积第二金属薄膜，通过图案化工艺对第二金属薄膜进行图案化，形成第二导电层图案，第二导电层包括数据信号线30、源电极23、漏电极24和第一电极31，如图7和图8所示，图8为图7中a-a向的剖视图。
[0099]
在示例性实施例中，数据信号线30沿着竖直方向延伸，多条数据信号线30相互平行。水平方向延伸的多条扫描信号线20和竖直方向延伸的多条数据信号线30相互交叉，限定出矩阵排布的多个识别像素。
[0100]
在示例性实施例中，源电极23、漏电极24和第一电极31设置在至少一个识别像素内，源电极23可以为与数据信号线30连接的一体结构，漏电极24与源电极23相对设置，源电极23和漏电极24之间的有源层形成沟道区域，第一电极31与漏电极24连接。
[0101]
在示例性实施例中，漏电极24和第一电极31可以是一体结构，即薄膜晶体管的漏电极同时作为pin结光电二极管的负极。
[0102]
在示例性实施例中，在示例性实施例中，第二金属薄膜可以采用金属材料，如银(ag)、铜(cu)、铝(al)、钛(ti)和钼(mo)中的任意一种或多种，或上述金属的合金材料，如铝钕合金(alnd)或钼铌合金(monb)，可以是单层结构，或者是多层复合结构，如ti/al/ti等。
[0103]
至此，在基底上形成了指纹识别基板中作为开关器件的薄膜晶体管(thin film transistor，简称tft)，薄膜晶体管包括栅电极21、有源层22、源电极23和漏电极24。
[0104]
(4)形成第二绝缘层图案。在示例性实施方式中，形成第二绝缘层图案可以包括：在形成前述图案的基底上，沉积第二绝缘薄膜，通过图案化工艺对第二绝缘薄膜进行图案化，形成覆盖第二导电层图案的第二绝缘层12，第二绝缘层12上设置有第一过孔v1，第一过孔v1位于第一电极31所在区域，第一过孔v1内的第二绝缘层12被刻蚀掉，暴露出第一电极31的表面，如图9和图10所示，图10为图9中a-a向的剖视图。
[0105]
(5)形成光电转换层图案。在示例性实施方式中，形成光电转换层图案可以包括：在形成前述图案的基底上，沉积光电转换薄膜，通过图案化工艺对光电转换薄膜进行图案化，形成光电转换层32图案，光电转换层32设置在第一过孔v1内的第一电极31上，并与第一电极31连接，如图11和图12所示，图12为图11中a-a向的剖视图。
[0106]
在示例性实施例中，光电转换层32作为光电二极管的主要结构，包括叠设的第一掺杂层、本征层和第二掺杂层。第一掺杂层可以采用p型掺杂的非晶硅(a-si)或多晶硅(p-si)，第二掺杂层可以采用n型掺杂的非晶硅或多晶硅；或者。第一掺杂层可以采用n型掺杂的非晶硅或多晶硅，第二掺杂层可以采用p型掺杂的非晶硅或多晶硅。
[0107]
在示例性实施例中，光电转换层32在基底上的正投影与薄膜晶体管在基底上的正投影没存在重叠区域。
[0108]
(6)形成平坦层和第三绝缘层图案。在示例性实施方式中，形成平坦层和第三绝缘层图案可以包括：在形成前述图案的基底上，先涂覆一层平坦薄膜，然后沉积一层第三绝缘薄膜，通过图案化工艺对第三绝缘薄膜和平坦薄膜进行图案化，形成覆盖第二绝缘层12和光电转换层32的平坦层13以及设置在平坦层13上的第三绝缘层14，第三绝缘层14和平坦层13上设置有第二过孔v2，第二过孔v2位于光电转换层32所在区域，第二过孔v2内的第三绝缘层14和平坦层13被去掉，暴露出光电转换层32的表面，如图13和图14所示，图14为图13中a-a向的剖视图。
[0109]
在示例性实施方式中，平坦层13用于平坦化光电转换层32带来的膜层高度差，避免后续膜层在沉积过程中过度爬坡产生工艺不良。
[0110]
在示例性实施方式中，平坦层可以采用树脂材料，第三绝缘层可以采用硅氧化物(siox)、硅氮化物(sinx)和氮氧化硅(sion)中的任意一种或多种，可以是单层、多层或复合层。
[0111]
(7)形成第二电极图案。在示例性实施方式中，形成第二电极图案可以包括：在形成前述图案的基底上，沉积透明导电薄膜，通过图案化工艺对透明导电薄膜进行图案化，在第三绝缘层14上形成第二电极33图案，第二电极33通过第二过孔v2与光电转换层32的正极连接，如图15和图16所示，图16为图15中a-a向的剖视图。
[0112]
在示例性实施方式中，透明导电材料可以采用氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)。
[0113]
至此，在基底上形成了指纹识别基板中作为感光器件的光电二极管(photo-diode)，pin型光电二极管包括第一电极31、光电转换层32和第二电极33，光电二极管用于对入射光线进行光电转换。在示例性实施方式中，包括作为开关器件的薄膜晶体管和作为感光器件的pin型光电二极管一起构成指纹识别基板的指纹传感层，薄膜晶体管控制光电二极管中电信号的读出。
[0114]
在示例性实施方式中，基底的厚度约为120μm至150μm，指纹传感层的厚度约为3μ至5μm。
[0115]
(8)形成电源线图案。在示例性实施方式中，形成电源线图案可以包括：在形成前述图案的基底上，沉积第三金属薄膜，通过图案化工艺对第三金属薄膜进行图案化，在第二电极33上形成电源线34图案，如图17和图18所示，图18为图17中a-a向的剖视图。
[0116]
在示例性实施方式中，电源线34与第二电极33直接连接，电源线34提供的偏置电压传输给第二电极33。由于第二电极33为透明导电材料，电阻率较大，因而通过电阻率较小的电源线34提供偏置电压可以保证指纹识别基板各个识别像素具有均匀的偏置电压，可以保证指纹识别基板识别性能的均一性。
[0117]
在示例性实施方式中，电源线34在基底上的正投影包含有源层沟道区域在基底上的正投影。由于电源线34不透光，因而可以作为遮光层，防止薄膜晶体管的沟道区域受到光照产生较大漏电流，可以保证薄膜晶体管的电学性能。
[0118]
在示例性实施例中，第三金属薄膜可以采用金属材料，如银(ag)、铜(cu)、铝(al)、钛(ti)和钼(mo)中的任意一种或多种，或上述金属的合金材料，如铝钕合金(alnd)或钼铌合金(monb)，可以是单层结构，或者是多层复合结构，如ti/al/ti等。
[0119]
(9)形成光孔层图案。在示例性实施方式中，形成光孔层图案可以包括：在形成前述图案的基底上，涂覆一层光孔薄膜，通过图案化工艺对光孔薄膜进行图案化，在第二过孔内的第二电极33上形成光孔层(aperture layer)41图案，光孔层41包括多个光孔v3，光孔内的光孔薄膜被去掉，暴露出第二电极33的表面，如图19和图20所示，图20为图19中a-a向的剖视图。
[0120]
在示例性实施方式中，光孔层41用于形成光线传输通道，光线传输通道可以限制经透镜汇聚的光线的光路，限制大角度斜射光线照射到光电二极管上，从而减小串扰。
[0121]
在示例性实施方式中，光孔层41可以采用吸收率较高的黑色有机感光材料，如感光丙烯酸树脂或感光聚酯等。光孔层41的厚度可以约为5μm至10μm，光孔v3的孔径可以约为3μm至8μm，能够约束一定角度内的光线入射到指纹传感层的光电二极管上。
[0122]
需要说明的是，如图19和图20所示结构仅示意了3*4个光孔，但实际上，每个识别像素的光孔可以是几十或几百个光孔组成的光孔阵列，在平行于显示基板的平面内，光孔的截面形状可以是圆形、椭圆形或多边形等。
[0123]
(10)形成光调制层图案。在示例性实施方式中，形成光调制层图案可以包括：在形成前述图案的基底上，涂覆一层光调制薄膜，通过图案化工艺对光调制薄膜进行图案化，形成光调制层42图案，如图21和图22所示，图22为图21中a-a向的剖视图。
[0124]
在示例性实施方式中，光调制层42不仅可以为后续形成的透镜层提供良好的平面，而且可以为有效截止外部入射的红外光以及可以通过调整厚度使得每个透镜的焦点位于光孔深度的中点。
[0125]
(11)形成透镜层图案。在示例性实施方式中，形成透镜层图案可以包括：在形成前述图案的基底上，涂覆一层透镜薄膜，通过图案化工艺对透镜薄膜进行图案化，形成透镜层43图案，如图1和图2所示。
[0126]
在示例性实施方式中，透镜层43包括多个微透镜，多个微透镜构成微透镜阵列(microlens array)，微透镜用于汇聚指纹的反射光，起到收光作用。
[0127]
在示例性实施方式中，微透镜具有凸面结构，在垂直于基底方向，至少一个微透镜的焦点在至少一个光孔的轴线(或光通道的中心线)上。在示例性实施方式中，光孔可以约束
±
θ2范围内的光线，即与透镜层所在平面的法线之间的夹角在
±
θ2范围内的光线可到达指纹传感层的光电二极管。光孔和微透镜结合起来，可以约束
±
θ1范围内的光线，θ1＜θ2。在示例性实施方式中，θ1可以约为5
°
至15
°
。
[0128]
在示例性实施方式中，透镜层43的材料可以采用高透过率的树脂材料等，厚度约为5μm至10μm。
[0129]
在示例性实施方式中，透镜层43可通过激光直写(laser direct writing)、纳米压印(nanolithography)、抗蚀剂回流(resist reflow)等工艺方式实现。
[0130]
在示例性实施方式中，光调制层可以采用红外截止材料，一方面用于截止红外光线，防止外部光线干扰正常的指纹成像，另一方面用于为透镜提供合适的焦距，使得每个透镜的焦点位于光孔深度的中点。本公开示例性实施例通过设置光调制层，在调整透镜焦距的同时，使指纹识别基板具备防强光功能。
[0131]
在示例性实施方式中，光调制层可以为反射型光调制层，反射型光调制层可以包括多个第一子层和多个第二子层，第一子层的折射率与第二子层的折射率不同，第一子层和第二子层交替设置，形成叠层结构的反射型光调制层。例如，第一子层的材料可以采用氧化硅，第二子层的材料可以采用氧化钛。
[0132]
在示例性实施方式中，反射型光调制层的厚度可以约为30μm至50μm，可以根据透镜的焦距确定实际厚度。
[0133]
至此，制备完成包括光孔层、光调制层和透镜层的准直滤光结构层，准直滤光结构层的厚度可以约为40μm至70μm。
[0134]
图23为本公开示例性实施例一种反射型光调制层的透过率曲线。如图23所示，在波长600nm左右，反射型光调制层开始截止，透过率很小，可以有效反射外部的红外光线，从而避免红外光线进入光孔导致光信号串扰，能够满足当前屏下指纹产品防强光要求。
[0135]
在示例性实施方式中，光调制层可以为吸收型光调制层，吸收型光调制层可以采用感光树脂，感光树脂在蓝绿波段具有较高的透过率，在红外波段的透过率较低。例如，吸收型光调制层可以采用蓝绿色感光丙烯酸树脂等。
[0136]
在示例性实施方式中，吸收型光调制层的厚度可以约为30μm至50μm，可以根据透镜的焦距确定实际厚度。
[0137]
图24为本公开示例性实施例一种吸收型光调制层的透过率曲线。如图24所示，在波长600nm左右，吸收型光调制层开始截止，透过率很小，可以有效吸收外界的红外光线，从而避免红外光线进入光孔导致光信号串扰，能够满足当前屏下指纹产品防强光要求。
[0138]
需要说明的是，前述说明仅仅是制备指纹识别基板的一种实例，本公开在此不做具体限定。实际实施时，制备过程可以根据实际需要进行调整。
[0139]
通过以上描述的指纹识别基板的结构和制备流程可以看出，本公开示例性实施例所提供的指纹识别基板，通过将准直光路功能和滤光功能集成在一起，形成包括光孔层、光调制层和透镜层的准直滤光结构层，利用光孔层和透镜层之间的光调制层实现防强光功能和调整透镜焦距功能，有效减少了准直光路滤光结构的厚度。本公开示例性实施例的指纹识别基板，通过在指纹传感层上直接制备准直光路滤光结构，不仅有效减少了指纹识别基
板的整体厚度，符合轻薄化的发展趋势，而且有利于提高制备中的对位精度，有利于提高产品质量。与现有技术采用的光学胶+滤光膜+光学胶+准直光路膜的堆叠结构相比，本公开示例性实施例指纹识别基板的整体厚度约为160μm至220μm，整体厚度降低了约30％至40％，有效减小了指纹识别基板在显示装置内部占据的空间，降低了对显示装置内部结构的干涉，具有良好的应用前景。本公开所提供的指纹识别基板通过功能的高度集成，极大地简化了工艺制程，且制备工艺可以很好地与现有制备工艺兼容，工艺实现简单，易于实施，生产效率高，生产成本低，良品率高。
[0140]
本公开还提供了一种显示装置，包括前述示例性实施例的指纹识别基板。在示例性实施方式中，显示装置可以包括指纹识别基板和有机电致发光二极管(organic light-emitting diode，简称oled)显示基板，指纹识别基板通过光学胶贴合在oled显示基板的背面，即oled显示基板设置在指纹识别基板透镜层的一侧。在示例性实施方式中，显示装置包括多个显示像素，在垂直于基底的方向上，各个显示像素与各个识别像素一一对应设置。工作时，oled作为光源向指纹发出光线，指纹谷/脊对光线的反射强度不同，导致射向指纹识别基板的光线强度不同，依此区分出指纹的纹路。
[0141]
在示例性实施方式中，显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件，本公开并不以此为限。
[0142]
本公开还提供了一种指纹识别基板的制备方法，用于制备前述示例性实施例的指纹识别基板。在示例性实施方式中，指纹识别基板的制备方法可以包括：
[0143]
在基底上形成指纹传感层；
[0144]
在所述指纹传感层远离所述基底一侧形成准直滤光结构层；所述准直滤光结构层包括沿着远离所述基底方向依次设置的光孔层、光调制层和透镜层，所述光调制层用于调整所述透镜层的焦距和截止红外光线。
[0145]
在示例性实施方式中，在所述指纹传感层上形成准直滤光结构层，包括：
[0146]
在所述指纹传感层上形成所述光孔层，所述光孔层包括至少一个光孔；
[0147]
在所述光孔层上形成光调制层；
[0148]
在所述光调制层上形成透镜层，所述透镜层包括至少一个透镜，所述至少一个透镜的焦点位于所述至少一个光孔的轴线上。
[0149]
在示例性实施方式中，所述光调制层包括反射型光调制层，所述反射型光调制层包括至少一个交替设置的第一子层和第二子层，所述第一子层的折射率与所述第二子层的折射率不同。
[0150]
在示例性实施方式中，所述光调制层包括吸收型光调制层，所述吸收型光调制层包括蓝绿色感光丙烯酸树脂。
[0151]
本公开指纹识别基板的制备方法的具体内容，已在前述指纹识别基板制备过程详细介绍，这里不再赘述。
[0152]
本公开所提供的指纹识别基板的制备方法，通过将光孔层、光调制层和透镜层集成为准直滤光结构层，设置在光孔层和透镜层之间的光调制层既用于截止外部红外光线，又用于调整透镜层中透镜的焦距，有效减少了指纹识别基板的厚度，有效解决了现有指纹识别模组厚度较大的问题。本公开所提供的指纹识别基板的制备方法，通过功能的高度集成，极大地简化了工艺制程，且制备工艺可以很好地与现有制备工艺兼容，工艺实现简单，
易于实施，生产效率高，生产成本低，良品率高。
[0153]
虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。