CN112270248A - 光学指纹传感器的制备方法、光学指纹传感器及显示屏 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种光学指纹传感器的制备方法、光学指纹传感器及显示屏，该制备方法至少包括：在背板结构层的表面制备像素定义层；利用支撑掩膜板在像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔；在第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层；在有机光电传感层远离背板结构层的表面蒸镀第一阴极层，以使第一阴极层包覆有机光电传感层。本公开利用支撑掩膜板在像素定义层的非像素区域形成有机光电传感层，无需使用精细掩膜板进行蒸镀，降低了制备成本，提高了制备效率；并且，将有机光电传感层制备在非像素区域，也即无需占用像素孔，进而不会影响显示屏中像素区域的开口率，提高了屏幕亮度以及发光效率，实现了更好的显示效果。

Description

光学指纹传感器的制备方法、光学指纹传感器及显示屏

技术领域

本公开涉及显示屏制备工艺技术领域，具体而言，涉及一种光学指纹传感器的制备方法、光学指纹传感器及显示屏。

背景技术

光学指纹传感器以其能够有效地识别用户指纹，被应用的领域日益广泛，尤其是电子设备中，例如手机、电脑等的触控显示屏上，并且，用户对指纹识别及显示屏的显示要求越来越高。

通常，在制备光学指纹传感器时，在利用精细掩膜板蒸镀RGB像素层之后，继续利用精细掩膜板蒸镀有机光电传感层，以形成光学指纹传感器，进而使得显示屏实现指纹识别的功能。但是，使用精细掩膜板来蒸镀有机光电传感层，成本较高；并且，由于蒸镀RGB像素层所用的精细掩膜板与蒸镀有机光电传感层所用的精细掩膜板是相同的，因此，有机光电传感层设置在像素孔内，会占用原有用于设置像素的像素孔，导致显示屏中像素区域的开口率降低，影响显示屏的屏幕发光效率和显示效果。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提供一种光学指纹传感器的制备方法、光学指纹传感器及显示屏，能够解决传统的制备方法中使用精细掩膜板来蒸镀有机光电传感层，成本较高；以及，将有机光电传感层设置在像素孔内，导致显示屏的开口率降低，影响显示屏的屏幕发光效率和显示效果的问题。

第一方面，本公开提供了一种光学指纹传感器的制备方法，其中，至少包括：

在背板结构层的表面制备像素定义层；

利用支撑掩膜板在所述像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔；

在所述第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层；

在所述有机光电传感层远离所述背板结构层的表面蒸镀第一阴极层，以使所述第一阴极层包覆所述有机光电传感层。

在一种可能的实施方式中，所述支撑掩膜板上具有第一预设孔；利用支撑掩膜板在所述像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔，包括：

在所述第一预设孔对应的所述非像素区域开设第一非像素孔。

在一种可能的实施方式中，所述在所述第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层之前，还包括：

在所述第一预设孔对应的所述背板结构层的表面涂覆第一阳极层。

在一种可能的实施方式中，所述在所述第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层，包括：

在预设氧含量的环境下，在所述第一非像素孔内通过溶液法涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层。

在一种可能的实施方式中，所述在所述第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层之前，还包括：

利用所述支撑掩膜板在所述非像素区域开设第二非像素孔；

在所述第二非像素孔内涂覆有机光伏材料，形成有机光伏层。

在一种可能的实施方式中，所述支撑掩膜板上具有第二预设孔；利用所述支撑掩膜板在所述非像素区域开设第二非像素孔，包括：

在所述第二预设孔对应的所述非像素区域开设第二非像素孔；其中，所述第一预设孔与所述第二预设孔分别处于所述支撑掩膜板的不同位置。

在一种可能的实施方式中，在所述有机光电传感层远离所述背板结构层的表面蒸镀第一阴极层之后，还包括：

在所述像素定义层远离所述背板结构层的表面以及所述第一阴极层远离所述背板结构层的表面涂覆光学有机材料，形成像素层；

在所述像素层远离所述背板结构层的表面蒸镀第二阴极层。

第二方面，本公开还提供了一种光学指纹传感器，其利用上述任一所述的制备方法进行制备，其中，该光学指纹传感器至少包括：

背板结构层；

与所述背板结构层贴合设置的像素定义层；

与所述像素定义层远离所述背板结构层的表面贴合设置的有机光电传感层；其中，所述有机光电传感层位于所述像素定义层非像素区域的第一像素孔内；

与所述有机光电传感层远离所述背板结构层的表面贴合设置的第一阴极层；其中，所述第一阴极层包覆所述有机光电传感层。

第三方面，本公开还提供了一种显示屏，其包括上述的光学指纹传感器。

本公开实施例利用支撑掩膜板在像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔，并将有机光电传感材料涂覆在第一非像素孔内以形成有机光电传感层，无需使用精细掩膜板进行蒸镀，降低了制备成本，提高了制备效率；并且，将有机光电传感层制备在像素孔之间的非像素区域，避免了有机光电传感层占用像素孔设置的情况，不会影响显示屏中像素区域的开口率，相较于现有的显示屏提高了屏幕亮度以及发光效率，实现了更好的显示效果。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本公开实施例所提供的一种光学指纹传感器的制备方法的流程图；

图2示出了本公开实施例所提供的一种支撑掩膜板的结构示意图；

图3示出了本公开实施例所提供的另一种光学指纹传感器的制备方法的流程图；

图4示出了本公开实施例所提供的另一种支撑掩膜板的结构示意图；

图5示出了本公开实施例所提供的有机光伏层为指纹识别电路提供电压的电路图；

图6示出了本公开实施例所提供的另一种光学指纹传感器的制备方法的流程图；

图7示出了本公开实施例所提供的一种光学指纹传感器的结构示意图；

图8示出了本公开实施例所提供的另一种光学指纹传感器的结构示意图。

附图标记：

1-背板结构层；2-像素定义层；3-有机光电传感层；4-第一阴极层；5-第一阳极层；6-有机光伏层；7-第二阳极层；8-像素层；9-第二阴极层。

具体实施方式

为了使得本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开的附图，对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

本公开第一方面提供一种光学指纹传感器的制备方法，其至少包括图1示出的步骤S101-S104。

S101，在背板结构层的表面制备像素定义层。

这里，背板结构层包括基板等结构层。在制备显示屏的过程中，利用支撑掩膜板来确定该显示屏的发光位置，也即利用支撑掩膜板来制备像素定义层，其中，像素定义层上至少开设有像素孔。

具体地，在背板结构层上涂布胶层，利用支撑掩膜板对胶层进行曝光、显影，将支撑掩膜板上开设的像素制备孔对应的位置处的胶层去掉之后即得到像素定义层(PDL，Pixel Definition Layer)，也即开设有像素孔的像素定义层。这里，像素定义层上去掉胶层的位置(像素孔)即为像素区域，用于填充像素，形成显示屏幕的显示区域。值得说明的是，支撑掩膜板上预先开设有根据预设图案形成的像素制备孔。

S102，利用支撑掩膜板在像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔。

进一步地，本公开实施例除了在像素定义层上的像素区域开设像素孔之外，还在像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔；具体地，可以预先在支撑掩膜板上设置一定数量的像素制备孔和第一预设孔，在具体的制备过程中，利用支撑掩膜板上的像素制备孔在像素定义层的像素区域开设像素孔的同时，利用支撑掩膜板上的第一预设孔在像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔。

其中，第一预设孔与像素制备孔分别处于支撑掩膜板的不同位置，具体地，参照图2示出的支撑掩膜板的结构示意图，图2中的椭圆形表示第一预设孔，正方形表示像素制备孔，第一预设孔处于支撑掩膜板上非像素区域对应的位置(即相邻像素制备孔之间的区域)，像素制备孔处于支撑掩膜板上像素区域对应的位置，当然，图2仅为其中的一个实施方式，还可以根据实际需求设定像素制备孔的形状和大小、第一预设孔的形状和大小以及像素制备孔与第一预设孔之间的相对位置等。值得说明的是，第一预设孔为至少一个，也即第一非像素孔也为至少一个，优选地，第一预设孔的数量与像素制备孔的数量相同，且第一预设孔的位置与像素制备孔的位置一一对应，进而能够确保指纹识别的准确性。当然，实际制备中，在能够保证指纹识别的前提下，可以减少一定数量的第一预设孔，如图2中的四个像素制备孔与一个第一预设孔对应，本公开实施例对此不做具体限定。

S103，在第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层。

在像素定义层上开设第一非像素孔之后，在第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，以形成有机光电传感层；具体地，考虑到有机光电传感材料的水氧敏感性，也即一旦外界的水氧进入到显示屏与有机光电传感材料接触，会使其氧化进而导致显示屏寿命、性能均降低，本公开实施例采用溶液法涂覆的方式涂覆有机光电传感材料，其中，该过程中采用光刻排版(Photo Pattern)使用的光刻胶，该光刻胶中对有机光电传感材料没有损伤；并且，涂覆的过程中，需要确保其所处的环境在预设氧含量的环境下，进而避免有机光电传感材料受到损伤。

由于显示屏中仅在像素制备孔对应的位置处设置有阳极层，在利用有机光电传感层实现指纹识别的功能时，同样需要与阳极层进行连接，因此，在形成有机光电传感层之前，在第一预设孔对应的背板结构层的表面涂覆第一阳极层。其中，该第一阳极层与像素制备孔对应的阳极层为同一层，也即利用开设有像素制备孔和第一预设孔的支撑掩膜板同时制备多个阳极，以形成阳极层，并且，像素层的每个阳极均通过基板连通，也即，像素层与有机光电传感层共用阳极，进而避免增加相同作用的阳极层，达到了节约制备成本，减小背板结构层厚度的目的。

S104，在有机光电传感层远离背板结构层的表面蒸镀第一阴极层，以使第一阴极层包覆有机光电传感层。

在形成有机光电传感层之后，需要利用精细掩膜板继续制备像素层，至少包括红色层、绿色层、蓝色层。为了避免像素层以及制备像素层的过程中对有机光电传感层产生损伤，在有机光电传感层远离背板结构层的表面蒸镀第一阴极层，该第一阴极层包覆有机光电传感层，也即有机光电传感层仅与第一阴极层、像素定义层、第一阳极层接触，不会与其它层例如像素层产生接触，进而避免了现有技术中像素层与有机光电传感层直接接触导致有机光电传感层产生损伤的问题，同时也避免了制备像素层的过程中会对有机光电传感层产生损伤的问题。

在将有机光电传感材料集成在显示屏内，也即在显示屏内形成有机光电传感层之后，便能够实现指纹识别的功能，但在具体实现的过程中，有机光电传感层、第一阴极层、第一阳极层等形成指纹识别电路，其暗电流密度约是2×10-7mA/cm2，反向偏压为-2V，因此，需要利用背板结构层中的电路持续不间断的为其施加一个初始电压以达到为有机光电传感层供电的目的，这使得结构及成本均较高。

为了解决上述技术问题，本公开实施例提供的制备方法中，在形成有机光电传感层之前进行图3所示的制备流程，具体步骤如下：

S301，利用支撑掩膜板在非像素区域开设第二非像素孔。

具体地，在支撑掩膜板上还可以开设有第二预设孔；同样地，第二预设孔也处于支撑掩膜板上非像素区域对应的位置，但第一预设孔与第二预设孔分别处于支撑掩膜板的不同位置。

进一步地，基于支撑掩膜板的第二预设孔，在像素定义层上第二预设孔对应的非像素区域开设第二非像素孔。其中，第二预设孔的数量为至少一个，也即开设的第二非像素孔的数量同样为至少一个。如图4所示，该支撑掩膜板上仅设置了一个第二预设孔，当然，若当前所处的显示屏面积较大，则可以开设多个第二非像素孔，并且，第二预设孔的大小、形状、在支撑掩膜板上所处的位置也可以根据实际需求进行调整，本公开实施例对此不做具体限定。其中，图4中的椭圆形表示第一预设孔，正方形表示像素制备孔，三角形表示第二预设孔。

S302，在第二非像素孔内涂覆有机光伏材料，形成有机光伏层。

在利用支撑掩膜板上的第二预设孔开设第二非像素孔之后，在第二非像素孔内涂覆有机光伏材料，以形成有机光伏层，进而使得该有机光伏层将接收到的光转换成电能传输给有机光电传感层，也即无需单独为有机光电传感层提供初始电压，便能够达到为指纹识别电路提供偏置电压的目的。其中，图5示出了有机光伏层为指纹识别电路提供电压的电路图。

这里，有机光伏层能够接收到像素层发出的光，进而实现光电转换。当然，优选地将有机光伏层设置在靠近像素的位置，也即支撑掩膜板上的第二预设孔开设在距像素制备孔较近的位置，以便有机光伏层能够更好地获取光能进行光电转换。

当然，在形成有机光伏层之前，同样需要在第二预设孔对应的背板结构层的表面涂覆第二阳极层，该第二阳极层的制备与第一阳极层的制备相同，在此便不作过多赘述。

考虑到第一阴极层仅作为有机光电传感层对应的阴极，因此，本公开实施例的制备方法中还提供了图6中的流程图，在有机光电传感层远离背板结构层的表面蒸镀第一阴极层之后，按照图4示出的方法流程制备得到像素层以及像素层对应的阴极，具体包括：

S601，在像素定义层远离背板结构层的表面以及第一阴极层远离背板结构层的表面涂覆光学有机材料，形成像素层。

在完成有机光电传感层、第一阴极层的制备之后，利用精细掩膜板蒸镀像素层，具体地，在像素定义层远离背板结构层的表面、第一阴极层远离背板结构层的表面涂覆光学有机材料，进而形成像素层。

S602，在像素层远离背板结构层的表面蒸镀第二阴极层。

在蒸镀形成像素层之后，在像素层远离背板结构层的表面蒸镀第二阴极层作为像素的阴极，其中，该第二阴极层与第一阴极层的材料、制备工艺等均相同。

本公开利用支撑掩膜板在像素定义层的非像素区域形成有机光电传感层，无需使用精细掩膜板进行蒸镀，降低了制备成本，提高了制备效率；并且，将有机光电传感层制备在像素孔之间非像素区域，避免了有机光电传感层占用像素孔设置的情况，不会影响显示屏中像素区域的开口率，相较于现有的显示屏提高了屏幕亮度以及发光效率，实现了更好的显示效果。同时，利用有机光伏层进行光电转换为有机光电传感层提供偏置电压，无需单独为有机光电传感层提供初始电压，简化了电路结构，降低了制备成本，提高了制备效率。

第二方面，本公开还提供了一种光学指纹传感器，具体可参照图7示出的结构示意图，其中，该光学指纹传感器包括背板结构层1，该背板结构层1包括基板等结构，能够起到支撑等作用。进一步地，该光学指纹传感器还包括与背板结构层1贴合设置的像素定义层2，以及与像素定义层2远离背板结构层1的表面贴合设置的有机光电传感层3；其中，该有机光电传感层3可以与像素层8置于像素定义层2上的形式相同，并且，有机光电传感层3位于像素定义层2的非像素区域，具体地预先利用支撑掩膜板上具备的第一预设孔在像素定义层2上开设第一非像素孔，之后设置有机光电传感层3位于像素定义层2上开设的第一非像素孔的内，进而避免将有机光电传感层3置于像素孔内导致显示屏中像素区域的开口率降低，使得显示屏的屏幕发光效率较低的问题。

进一步地，该光学指纹传感器还包括与有机光电传感层3远离背板结构层1的表面贴合设置的第一阴极层4，此时第一阴极层4包覆有机光电传感层3，进而避免像素层8以及制备像素层8的过程中对有机光电传感层3产生损伤。

当然，该光学指纹传感器还包括设置在背板结构层1与有机光电传感层3之间的第一阳极层5，该第一阳极层5与第一阴极层4形成回路，以使得有机光电传感层3能够实现指纹识别的目的；并且，该第一阳极层5与像素层8对应的阳极层连通。

如图8所示，本公开实施例还提供了另外一种光学指纹传感器的结构示意图，其中，图8示出的光学传感器包括图7示出的光学传感器的各结构层，另外，其还包括与像素定义层2远离背板结构层1的表面贴合设置的有机光伏层6以及设置在背板结构层1与有机光伏层6之间的第二阳极层7，其中，有机光伏层6同样位于像素定义层2的非像素区域，但与有机光电传感层3不存在重叠。利用该有机光伏层6能够将获取到的光能转换为电能，并将电能提供给有机光电传感层3，进而无需单独为有机光电传感层3提供初始电压，便能够达到为指纹识别电路提供偏置电压的目的，降低了制备成本。

继续参照图7和图8，光学指纹传感器还包括与像素定义层2、第一阴极层4远离背板结构层1的表面贴合设置的像素层8，该像素层8能够为有机光伏层6提供光能，还能够实现光学指纹传感器所属的显示屏的显示功能。进一步地，还包括与像素层8远离背板结构层1的表面贴合设置的第二阴极层9，该第二阴极与像素孔对应的阳极层形成回路，以使得像素层8能够实现显示功能。

本公开利用支撑掩膜板在像素定义层的非像素区域形成有机光电传感层，无需使用精细掩膜板进行蒸镀，降低了制备成本，提高了制备效率；并且，将有机光电传感层制备在像素孔之间的非像素区域，避免了有机光电传感层占用像素孔设置的情况，不会影响显示屏中像素区域的开口率，相较于现有的显示屏提高了屏幕亮度以及发光效率，实现了更好的显示效果。同时，利用有机光伏层进行光电转换为有机光电传感层提供偏置电压，无需单独为有机光电传感层提供初始电压，简化了电路结构，降低了制备成本，提高了制备效率。

本公开实施例还提供了一种显示屏，其至少包括上述的光学指纹传感器，在不影响显示屏的发光效率的同时，利用上述的光学指纹传感器能够有效地实现指纹识别。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光学指纹传感器的制备方法，其特征在于，至少包括：

在背板结构层的表面制备像素定义层；

利用支撑掩膜板在所述像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔；

在所述第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层；

在所述有机光电传感层远离所述背板结构层的表面蒸镀第一阴极层，以使所述第一阴极层包覆所述有机光电传感层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述支撑掩膜板上具有第一预设孔；利用支撑掩膜板在所述像素定义层的非像素区域开设第一非像素孔，包括：

在所述第一预设孔对应的所述非像素区域开设第一非像素孔。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层之前，还包括：

在所述第一预设孔对应的所述背板结构层的表面涂覆第一阳极层。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层，包括：

在预设氧含量的环境下，在所述第一非像素孔内通过溶液法涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第一非像素孔内涂覆有机光电传感材料，形成有机光电传感层之前，还包括：

利用所述支撑掩膜板在所述非像素区域开设第二非像素孔；

在所述第二非像素孔内涂覆有机光伏材料，形成有机光伏层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述支撑掩膜板上具有第二预设孔；利用所述支撑掩膜板在所述非像素区域开设第二非像素孔，包括：

在所述第二预设孔对应的所述非像素区域开设第二非像素孔；其中，所述第一预设孔与所述第二预设孔分别处于所述支撑掩膜板的不同位置。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述第二非像素孔内涂覆有机光伏材料，形成有机光伏层之前，还包括：

在所述第二预设孔对应的所述背板结构层的表面涂覆第二阳极层。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述有机光电传感层远离所述背板结构层的表面蒸镀第一阴极层之后，还包括：

在所述像素定义层远离所述背板结构层的表面以及所述第一阴极层远离所述背板结构层的表面涂覆光学有机材料，形成像素层；

在所述像素层远离所述背板结构层的表面蒸镀第二阴极层。

9.一种光学指纹传感器，其特征在于，利用上述权利要求1-8中任一所述的制备方法进行制备，所述光学指纹传感器至少包括：

背板结构层；

与所述背板结构层贴合设置的像素定义层；

与所述像素定义层远离所述背板结构层的表面贴合设置的有机光电传感层；其中，所述有机光电传感层位于所述像素定义层非像素区域的第一像素孔内；

与所述有机光电传感层远离所述背板结构层的表面贴合设置的第一阴极层；其中，所述第一阴极层包覆所述有机光电传感层。

10.一种显示屏，其特征在于，至少包括如权利要求9所述的光学指纹传感器。

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