本发明涉及指纹识别技术领域，特别涉及一种指纹识别面板及其制备方法、驱动方法和指纹识别装置。
背景技术：
图1为现有技术中的一种互容式指纹识别面板的俯视图，图2 为图1所示互容式指纹识别面板识别指纹谷部和脊部的示意图，如图 1和图2所示，互容式指纹识别面板包括：驱动电极1感应电极2，在进行指纹识别时，通过向驱动电极1施加驱动扫描信号，感应电极 2会产生感应信号，通过检测感应电极2在单位时间输出的电量，并根据该电量确定出驱动电极与感应电极之间的互电容，最后基于该互电容的大小判断出对应位置为谷部或脊部。
具体地，当手指(为导体)触碰互容式指纹识别面板中的盖板8 (一般为透明材料构成，例如玻璃)时，由于脊部与电极之间距离相对较近，因此脊部带走的电量大于谷部带走的电量，脊部位置所对应的感应电极2通过互容感应原理输出的电量Q脊少于谷部位置所对应的感应电极2通过互容感应原理输出的电量Q谷，在电量与电容值正相关的情况下，即脊部位置测得的电容值C脊小于谷部位置测得的电容值C谷。
在本领域中，往往以谷部位置测得的电容值C谷与脊部位置测得的电容值C脊之差来评判检测器件的识别灵敏度，差值越大，识别灵敏度越高。然而，在实际应用中发现，现有的上述互容式指纹识别面板的识别灵敏度较低，对盖板的厚度(200um以下)要求较高。
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，提出了一种指纹识别面板及其制备方法、驱动方法和指纹识别装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种指纹识别面板，包括：衬底基板和盖板，所述衬底基板和所述盖板之间形成有彼此绝缘且交叉设置的驱动电极和感应电极，所述驱动电极和所述感应电极限定出若干个识别区域，所述识别区域内设置有光电转换单元；
所述光电转换单元包括：遮光电极、第二电极和光电转换层，所述光电转换层位于所述遮光电极和所述第二电极之间，所述遮光电极位于所述光电转换层和所述衬底基板之间，所述遮光电极包括：第一电极；
所述第一电极和所述第二电极中的一者与对应的所述驱动电极电连接，另一者与对应的所述感应电极电连接。
可选地，所述第一电极的材料为遮光导电材料。
可选地，还包括：与所述第一电极异层设置的遮光图形；
所述光电转换层在所述遮光图形所处平面的正投影位于所述遮光图形所处区域内。
可选地，所述第一电极与所述驱动电极同层设置；
和/或，所述第二电极与所述感应电极同层设置。
为实现上述目的，本发明还提供了一种指纹识别装置，包括：如上述的指纹识别面板。
为实现上述目的，本发明还提供了一种指纹识别面板的制备方法，包括：
在衬底基板上形成彼此绝缘且交叉设置的驱动电极和感应电极，所述驱动电极和所述感应电极限定出若干个识别区域；
在所述识别区域内形成光电转换单元，所述光电转换单元包括：遮光电极、第二电极和光电转换层，所述光电转换层位于所述遮光电极和所述第二电极之间，所述遮光电极位于所述光电转换层和所述衬底基板之间，所述遮光电极包括：第一电极，所述第一电极和所述第二电极中的一者与对应的所述驱动电极电连接，另一者与对应的所述感应电极电连接
在所述光电转换单元背向所述衬底基板的一侧形成盖板。
可选地，形成驱动电极和感应电极的步骤与形成光电转换单元的步骤同步进行，形成所述驱动电极、所述感应电极和所述光电转换单元的步骤具体包括：
在衬底基板上通过一次构图工艺形成驱动电极和所述第一电极，所述第一电极与对应的所述驱动电极连接；
在第一电极背向衬底基板的一侧通过一次构图工艺形成光电转换层；
在驱动电极背向衬底基板的一侧通过一次构图工艺形成绝缘层，所述绝缘层上对应所述光电转换层的位置形成有过孔；
在所述绝缘层上背向所述衬底基板的一侧通过一次构图工艺形成感应电极和所述第二电极，所述第二电极与对应的所述感应电极连接，所述第二电极通过所述过孔与所述光电转换层连接。
可选地，所述第一电极的材料为遮光导电材料。
可选地，所述在第一电极背向衬底基板的一侧通过一次构图工艺形成光电转换层的步骤之前还包括：
形成遮光图形，所述遮光图形与所述第一电极异层设置，后序形成的所述光电转换层在所述遮光图形所处平面的正投影位于所述遮光图形所处区域内。
为实现上述目的，本发明还提供了一种指纹识别面板的驱动方法，所述指纹识别面板为上述的指纹识别面板，所述驱动方法包括：
逐条驱动各所述驱动电极，具体包括：向待驱动的所述驱动电极输入扫描驱动信号，向其他各所述驱动电极输入恒压信号；
向各所述感应电极输入所述恒压信号。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种指纹识别面板及其制备方法、驱动方法和指纹识别装置，通过在识别区域内设置光电转换单元，光电转换单元与由其对应的驱动电极和感应电极所构成的互电容构成并联，当对指纹的谷部位置进行识别时，光电转换单元的第二电极输出电量以使得感应电极输出的电量增大，从而使得指纹识别面板对谷部位置测得的电容值增大，进而能提升指纹识别面板的识别灵敏度。
附图说明
图1为现有技术中的一种互容式指纹识别面板的俯视图；
图2为图1所示互容式指纹识别面板识别指纹谷部和脊部的示意图；
图3为本发明实施例一提供的一种指纹识别面板的俯视图；
图4为图3中A-A向的截面示意图；
图5为本发明中一个指纹识别单元的等效电路示意图；
图6为手指触碰盖板时谷部和脊部的光路示意图；
图7为本发明实施例二提供的一种指纹识别面板的截面示意图
图8为本发明实施例三提供的一种指纹识别面板的驱动方法的流程图；
图9为本发明实施例四提供的一种指纹识别面板的制备方法的流程图；
图10为本发明实施例五提供的一种指纹识别面板的制备方法的流程图；
图11a～图11d为采用图10所示制备方法制备指纹识别面板的中间结构示意图；
图12为本发明实施例六提供的一种指纹识别面板的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种指纹识别面板及其制备方法、驱动方法和指纹识别装置进行详细描述。
图3为本发明实施例一提供的一种指纹识别面板的俯视图，图4 为图3中A-A向的截面示意图，如图3和图4所示，该指纹识别面板包括：衬底基板7和盖板8，衬底基板7和盖板8之间形成有彼此绝缘且交叉设置的驱动电极1和感应电极2，驱动电极1和感应电极2 限定出若干个识别区域，识别区域内设置有光电转换单元6；光电转换单元6包括：遮光电极10、第二电极4和光电转换层5，光电转换层5位于遮光电极10和第二电极4之间。
遮光电极10包括：第一电极3，第一电极3和第二电极4中的一者与对应的驱动电极1电连接，另一者与对应的感应电极2电连接。
在本发明中，遮光电极10不但具备导电功能，还具备遮光功能。由于遮光电极10位于衬底基板7和光电转换层5之间，且遮光电极 10与光电转换层5对应设置，因此该遮光电极10能够遮挡从指纹识别面板的设置有衬底基板7的一侧入射且射向光电转换层5的光线。
盖板8用于在其背向衬底基板7一侧的表面被手指接触时，盖板8背向衬底基板7一侧的表面且对应指纹凹部的区域，将从指纹识别面板的设置有衬底基板7的一侧入射的光反射至对应的光电转换层5。
光电转换层5的材料为光电转换材料，光电转换层5用于根据接收到的光线生成自由电子。
驱动电极1和感应电极2之间设置有绝缘层11。
在下文描述中，将以第一电极3与对应的驱动电极1电连接、第二电极4与对应的感应电极2电连接的情况进行示例性描述。当然，本领域技术人员应该理解的是，本发明中也可以是第一电极3与对应的感应电极2电连接、第二电极3与对应的驱动电极1电连接。
需要说明的是，上述“第一电极3与对应的驱动电极1电连接”具体是指第一电极3与位于其自身第一侧且距离最近的驱动电极1 电连接，上述“第二电极4与对应的感应电极2电连接”具体是指第二电极4与位于其自身第二侧且距离最近的感应电极2电连接。附图中示例性给出了“第一侧”为左侧，“第二侧”为下侧的情况，当然“第一侧”也可以为附图中的右侧，“第二侧”也可以为附图中的上侧。
此外，附图中光电转换单元6在平行于衬底基板7所处平面上的截面形状为矩形的情况仅起到示例性作用，其不会对本发明的计数方案产生限制。在本发明中，光电转换单元6在平行于衬底基板7 所处平面上的截面形状还可以为其他形状，例如圆形、三角形、多边形。
为便于本领域技术人员理解本发明的技术方案，下面将结合附图来对本发明的发明原理进行详细描述。本实施例中，以遮光电极 10仅包括第一电极3为例，该第一电极3的材料为遮光导电材料，此时第一电极3同时具备导电和遮光的功能。
图5为本发明中一个指纹识别单元的等效电路示意图，如图5 所示，为方便描述，将本实施例提供的指纹识别面板中一个光电转换单元6及其所连接的驱动电极1和感应电极2的部分称为一个指纹识别单元。此时，该光电转换单元6与由其对应的驱动电极1和感应电极2所构成的互电容C构成并联。
图6为手指触碰盖板时谷部和脊部的光路示意图，如图6所示，当手指触碰盖板8时，手指会遮光住从指纹识别面板的设置有盖板8 的一侧入射的光，此时仅考虑从指纹识别面板上设置有衬底基板7 的一侧入射的光。此外，由于光电转换层5的下方存在具有遮光功能的第一电极3，该第一电极3能够遮挡从指纹识别面板的设置有衬底基板7的一侧入射且射向光电转换层5的光线，此时光线仅能从未设置有第一电极3的区域射入。
当从指纹识别面板上设置有衬底基板7的一侧入射的光传播至盖板8背向衬底基板7一侧表面且对应脊部的位置时，由于脊部与盖板8表面紧贴且脊部相对于盖板8而言为光密介质，此时该入射光会折射出盖板8并被手指吸收，即对应于脊部位置的指纹识别单元内的光电转换层5没有接收到光线。
当从指纹识别面板上设置有衬底基板7的一侧入射的光传播至盖板8背向衬底基板7一侧表面且对应谷部的位置时，由于谷部与盖板8之间存在间隙，该间隙处为空气，空气相对于盖板8而言为光疏介质，此时大部分入射光会在盖板8背向衬底基板7一侧表面发生全反射，反射光射向对应于谷部位置的指纹识别单元内的光电转换层 5。光电转换层5接收反射光，光子将能量传递给光电转换层5中的电子，电子获得的足够能量后就摆脱原子核的束缚成为自由电子。
在向驱动电极1施加扫描驱动信号、感应电极2输入恒压信号以进行指纹检测时，由于第一电极3与驱动电极1电连接，第二电极 4与感应电极2电连接，则第一电极3与第二电极4之间会形成内部电场，位于光电转换层5内自由电子在内部电场的作用下运动形成电流。
此时，由于对应谷部位置的指纹识别单元内的光电转换单元6 被光照，因此该光电转换层5内存在大量自由电子，自由电子在电场作用下运动形成电流，该光电转换单元6的第二电极4有电量输出，并输出至其所连接的感应电极2。所以，对应于谷部位置的指纹识别单元内的感应电极2在单位时间输出的电量(感应电极2中等效电流与单位时间的乘积)包含感应电极2通过互容感应原理输出的电量Q 谷和光电转换单元6被光照后输出的电量Q光。
由于对应脊部位置的指纹识别单元内的光电转换单元6没有被光照，因此该光电转换层5内存在极少自由电子或不存在自由电子，即该光电转换单元6的第二电极4没有电量输出。所以，对应于脊部位置的指纹识别单元内的感应电极2其在单位时间输出的电量仅包括感应电极2通过互容感应原理输出的电量Q脊。
因此，本发明提供的指纹识别面板在谷部位置测得的电容值C谷是由电量Q谷与电量Q光的和确定，在脊部位置测得的电容值C脊是由电量Q脊确定。与现有技术中的指纹识别面板在谷部位置测得的电容值仅由电量Q谷确定、在脊部位置测得的电容值由电量Q脊确定的技术方案相比，本发明的技术方案可使得指纹识别面板在谷部位置测得的电容值C谷增大且在脊部位置测得的电容值C脊不变，从而能增大电容值C谷与电容值C脊之间的差值，提升了识别灵敏度。
需要说明的是，在本发明中可依靠位于衬底基板背向光电转换单元6一侧的环境光实现指纹识别。当然，也可在衬底基板7背向光电转换单元6的一侧设置一光源，以提升经由盖板8反射而射向光电转换层5的光线数量，从而使得光电转换单元6输出的电量Q光的值增大，进而能进一步提升指纹识别面板在谷部位置测得的电容值C谷，提升识别灵敏度。上述两种方案均应属于本发明的保护范围。
优选地，第一电极的材料(遮光导电材料)包括：金属材料，金属材料不但具备较佳的导电性还具有较佳的遮光功能。
优选地，光电转换层5在第一电极3所处平面的正投影位于第一电极3所处区域内，此时第一电极3完全覆盖光电转换层5，提升遮光效果。
优选地，第一电极3与驱动电极1同层设置，第二电极4与感应电极2同层设置，此时可使得第一电极3和驱动电极1通过一次构图工艺进行制备，第二电极4和感应电极2通过一次构图工艺进行制备，有效减少生产工序。
当然，本发明中第一电极3与驱动电极1也可以异层设置，第二电极4与感应电极2也可以异层设置，其也应属于本发明的保护范围。
本发明实施例一提供了一种指纹识别面板，通过在识别区域内设置光电转换单元，光电转换单元与由其对应的驱动电极和感应电极所构成的互电容构成并联，当对指纹的谷部位置进行识别时，光电转换单元的第二电极输出电量以使得感应电极输出的电量增大，从而使得指纹识别面板对谷部位置测得的电容值增大，进而能提升指纹识别面板的识别灵敏度。
图7为本发明实施例二提供的一种指纹识别面板的截面示意图，如图7所示，与上述实施例一中不同的是，本实施例中遮光电极10 不但包括第一电极3，还包括：遮光图形9，该遮光图形9与第一电极3异层设置，光电转换层5在遮光图形9所处平面的正投影位于遮光图形9所处区域内。
在本实施例中，由于额外设置有遮光图形9，因此第一电极3 既可以由遮光导电材料进行制备也可以由透明导电材料进行制备。
与上述实施例一相比，本实施例通过额外设置一遮光图形9，可便于对遮光区域进行灵活设计、调整。当然，上述实施例一中无遮光图形的结构设计更有利于降低指纹识别面板的厚度和减少生产工序。
需要说明的是，附图7中仅给出了遮光图形9位于第一电极3 和衬底基板7之间的情况，其不会对本实施例的技术方案产生限制。在本实施例中，遮光图形9也可位于第一电极3和光电转换层5之间，此时遮光图形9需由遮光导电材料进行制备，以使得第一电极3与光电转换层5之间能导通。
图8为本发明实施例三提供的一种指纹识别面板的驱动方法的流程图，如图8所示，该驱动方法用于驱动上述实施例一或实施例二中提供的指纹识别面板，该驱动方法包括：
步骤S101、逐条驱动各驱动电极。
步骤S101具体包括：向待驱动的驱动电极输入扫描驱动信号，向其他各驱动电极输入恒压信号。
步骤S102、向各感应电极输入恒压信号。
其中，步骤S101和步骤S102同步进行。
在本发明中，采用逐行驱动的方式来对各指纹识别单元进行驱动。其中，在对某一行指纹识别单元进行驱动时，不仅需要对该行指纹识别单元对应的驱动电极输入扫描驱动信号(一般为方波信号)，还需要对其他驱动电极输入恒压信号，且同时对各感应电极输入恒压信号。对于被驱动的一行指纹识别单元而言，各指纹识别单元中光电转换电路的两个电极之间存在电压差，两个电极之间会形成内部电场，当光电转换层中因光照而产生自由电子时，该自由电子在内部电场的作用下运动形成电流，从而有电量输出。而对于其他行指纹识别单元而言，各指纹识别单元中光电转换电路的两个电极具有相同电压，第一电极与第二电极之间不会形成内部电场，因此即便光电转换层中因光照而产生自由电子，该自由电子也不会产生运动，因而不会形成电流，即没有电量输出，从而有效避免了其他行指纹识别单元的误输出。
图9为本发明实施例四提供的一种指纹识别面板的制备方法的流程图，如图9所示，该制备方法用于制备上述实施例一或实施例二中的指纹识别面板，该制备方法包括：
步骤S201、在衬底基板上形成驱动电极和感应电极。
其中，驱动电极与感应电极之间彼此绝缘且交叉设置，多个驱动电极和多个感应电极限定出若干个识别区域。
步骤S202、在识别区域内形成光电转换单元。
其中，光电转换单元包括：遮光电极、第二电极和光电转换层，光电转换层位于遮光电极和第二电极之间，遮光电极位于光电转换层和衬底基板之间，遮光电极包括：第一电极；第一电极和第二电极中的一者与对应的驱动电极电连接，另一者与对应的感应电极电连接。
步骤S203、在光电转换单元背向衬底基板的一侧形成盖板。
其中，在盖板背向衬底基板一侧的表面被手指接触时，盖板背向衬底基板一侧的表面且对应指纹凹部的区域，将从指纹识别面板的设置有衬底基板的一侧入射的光反射至对应的光电转换层。
图10为本发明实施例五提供的一种指纹识别面板的制备方法的流程图，图11a～图11d为采用图10所示制备方法制备指纹识别面板的中间结构示意图，如图10至图11d所示，该制备方法用于制备图3和图4所示的指纹识别面板，该制备方法包括：
步骤S301、在衬底基板上通过一次构图工艺形成驱动电极和第一电极，第一电极与对应的驱动电极连接。
参见图11a所示，首先，在衬底基板7上形成一层遮光导电材料薄膜，然后对遮光导电材料薄膜进行一次构图工艺，以得到第一电极3的驱动电极1的图形。
需要说明的是，本发明中的构图工艺具体是指包括光刻胶涂布、曝光、显影、薄膜刻蚀、光刻胶剥离等工艺。
可选地，遮光导电材料为金属材料。其中，第一电极3还用作遮光图形。
步骤S302、在第一电极背向衬底基板的一侧通过一次构图工艺形成光电转换层。
参见图11b所示，首先，在第一电极3背向衬底基板7的一侧形成一层光电转换材料薄膜，然后对光电转换材料薄膜进行一次构图工艺，以得到光电转换层5的图形。优选地，光电转换层5在第一电极3所处平面的正投影位于第一电极3所处区域内，第一电极3遮挡从指纹识别面板的设置有衬底基板7的一侧射向光电转换层5的光线。
步骤S303、在驱动电极背向衬底基板的一侧通过一次构图工艺形成绝缘层，绝缘层上对应光电转换层的位置形成有过孔。
参见图11c所示，首先，在驱动电极背向衬底基板的一侧形成一层绝缘材料薄膜，然后对绝缘材料薄膜进行一次构图工艺，以得到绝缘层11的图形。其中，绝缘层11上对应光电转换层5的位置形成有过孔。
步骤S304、在绝缘层上背向衬底基板的一侧通过一次构图工艺形成感应电极和第二电极，第二电极与对应的感应电极连接。
参见图11d所示，首先，在绝缘层11上背向衬底基板7的一侧形成一层透明导电材料薄膜，然后对透明导电材料进行一次构图工艺，以得到第二电极4和感应电极2的图形。其中，第二电极4通过过孔与光电转换层5连接。
步骤S305、在光电转换单元背向衬底基板的一侧形成盖板。
在步骤S304所制得的基板上设置盖板8，以得到图3和图4所示指纹识别面板。
图12为本发明实施例六提供的一种指纹识别面板的制备方法的流程图，如图12所示，该制备方法用于制备7所示的指纹识别面板，该制备方法不但包括上述实施例五中的步骤S301～步骤S305，还包括步骤S300。对应步骤S301和步骤S305的描述，可参见上述实施例五中的内容，下面仅对步骤S300的内容进行描述。
步骤S300、形成遮光图形。
其中，遮光图形与第一电极异层设置，后序形成的光电转换层在遮光图形所处平面的正投影位于遮光图形所处区域内。
需要说明的是，本实施例中的步骤S300既可在步骤S301之前执行，也可在步骤S301与步骤S302之间执行。第一电极与遮光图形构成遮光电极。
此外，本实施例中在形成第一电极时，对第一电极的材料是否具备遮光功能不作限定。
实施例七
本发明实施例七提供了一种指纹识别装置，包括指纹识别面板，该指纹识别面板采用上述实施例一或实施例二中的指纹识别面板，对于该指纹识别面板的具体描述可参见上述实施例一和实施例二中的内容，此处不再赘述。
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。