阅读说明：本技术 屏下指纹识别用像素级彩色滤光膜芯片制作方法 (Method for manufacturing pixel-level color filter film chip for identifying finger print under screen ) 是由 任玉 宋晨智 蔡红星 石晶 全王昕瑞 陈晓东 姚治海 张鹏波 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了屏下指纹识别用像素级彩色滤光膜芯片制作方法,包括以下步骤：负性光刻胶通过紫外光刻技术刻度上彩色滤光膜阵列,将彩色滤光膜阵列与带有像素单元的cmos传感器进行封装,所述彩色滤光膜阵列的单一像素滤光块对应cmos传感器上N个像素单元,多个彩色滤光膜阵列离散的分布在cmos传感器上。相较传统多通道滤光膜制备法,省略了除胶,镀膜两个环节,将以往制备过程中的过度产物光刻胶作用充分发挥,拓展其滤光作用,无需镀无机氧化物类的光阻剂,简化了环节,缩减了成本。(The invention discloses a method for manufacturing a pixel-level color filter film chip for identifying fingerprints under a screen, which comprises the following steps: the negative photoresist is provided with a color filter film array on a scale through an ultraviolet lithography technology, the color filter film array and the cmos sensor with pixel units are packaged, a single pixel filter block of the color filter film array corresponds to N pixel units on the cmos sensor, and a plurality of color filter film arrays are distributed on the cmos sensor in a discrete mode. Compared with the traditional preparation method of the multi-channel filter film, the preparation method omits two links of removing the photoresist and coating the film, fully exerts the photoresist function of the excessive product in the previous preparation process, expands the filtering function, does not need to plate inorganic oxide photoresist, simplifies the link and reduces the cost.)

屏下指纹识别用像素级彩色滤光膜芯片制作方法

技术领域

本发明涉及光谱芯片制造领域，特别是屏下指纹识别用像素级彩色滤光膜芯片制作方法。

背景技术

光谱芯片与常规光谱探测设备相比具有载荷低，集成度高，能耗低等优势，近年来被广泛关注，由于其高集成度的优势可以集成于手机等移动电子设备。目前屏下指纹技术主要采用oled+cmos小孔成像技术，不能做到全屏幕识别，而LTPS技术只适合软屏且成本偏高。利用a-si工艺制成的屏下光谱探测模块，可以实现屏下任何位置的大面积识别能力，识别面积最大可与屏幕相同。而像素级彩色滤光膜是其中关键组件，目前的屏下光谱探测器只有RGB三个颜色滤光结构，无法实现更高精度更多光谱通道的应用需求。

现有的专利制造多通道滤光膜的方法如专利公开号为CN1027074878B，专利名称为一种多通道集成滤光片的制作方法，其在使用光刻技术划定区域后，需进行除胶步骤，将光刻胶去除，再利用镀膜技术制备SiO2，TiO2等材料的带通滤光膜。工艺复杂，良率低，造价在十万量级，难以用于民用途径。

发明内容

本发明的目的在于解决以上现有技术的不足，提供屏下指纹识别用像素级彩色滤光膜芯片制作方法。

为实现以上目的，提供以下技术方案：

屏下指纹识别用像素级彩色滤光膜芯片制作方法，包括以下步骤：

S1：准备一块陪镀片作为基底，陪镀片在可见光波段透射率T≥90％；

S2：在陪镀片上均匀旋涂负性光刻胶，厚度1-2微米；

S3：在负性光刻胶上覆盖掩膜板进行紫外曝光，掩膜板镂空区域会透光，照射到负性光刻胶上得曝光区域会固化到陪镀片上；

S4：移开掩膜板，使用碱液清洗进行显影，未曝光区域会被洗掉，留下的为所要的单色的像素滤光块；

S5：重复步骤S2-S4采用不同颜色的负性光刻胶进行3×3的9周期像素滤光块的制作，最终得到彩色滤光膜阵列；

S6：将彩色滤光膜阵列与带有像素单元的cmos传感器进行封装，所述彩色滤光膜阵列的单一像素滤光块对应cmos传感器上N个像素单元，多个彩色滤光膜阵列离散的分布在cmos传感器上。

优选地，所述彩色滤光膜矩阵最终组成可见光膜系、近紫外光膜系和近红外光膜系。

本发明的有益效果为：

1、像素滤光块与像素单元对应关系为1：N，这样降低了滤光膜的加工难度，提高了容错率，使得产线升级改造成本变低。

2、相较传统多通道滤光膜制备法，省略了除胶，镀膜两个环节，将以往制备过程中的过度产物光刻胶作用充分发挥，拓展其滤光作用，无需镀无机氧化物类的光阻剂，简化了环节，缩减了成本。

3、利用9像素周期模块的高精度滤光膜，可以实现相较现有RGB的3像素周期模块更多的光谱信息，显著提高识别精度，还可以获得更多光谱信息，除现有的指纹识别功能外，更可实现热源检测与识别，人体皮肤检测，血糖光谱检测等应用。

4、多个彩色滤光膜阵列根据具体使用场景既可以完全覆盖探测器像元，也可以离散的分布在cmos传感器上使指纹识别多角度可实现并且留有空白节省成本，可以兼容现有算法，不与其他功能冲突。

5.相较传统指纹识别技术依靠指纹图像识别的原理，加上滤光膜系后探测器具备了光谱探测的功能，利用手指与假指纹模型散射光谱不同的原理，可以通过对得到光谱数据的分析准确区分出真假指纹，提高了指纹识别的安全性。

附图说明

图1为屏下指纹识别用像素级彩色滤光膜芯片制作过程示意图；

图2为彩色滤光膜阵列示意图；

图3为滤光块与像素单元对应图；

图4为彩色滤光膜阵列离散分布图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本发明的描述中，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是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发明中的具体含义。

本实施例举例采用离散型分布，且像素滤光块与像素单元对应关系为1：4。

如图1所示的屏下指纹识别用像素级彩色滤光膜芯片制作方法，包括以下步骤：

S1：准备一块陪镀片10作为基底，陪镀片10在可见光波段透射率T≥90％；

S2：在陪镀片10上均匀旋涂负性光刻胶11；

S3：在负性光刻胶11上覆盖掩膜板12进行紫外曝光，掩膜板12镂空区域会透光，照射到负性光刻胶11上得曝光区域会固化到陪镀片10上；

S4：移开掩膜板12，使用碱液清洗进行显影，未曝光区域会被洗掉，留下的为所要的单色的像素滤光块13；

S5：重复步骤S2-S4采用不同颜色的负性光刻胶11进行3×3的9周期像素滤光块的制作，最终得到彩色滤光膜阵列14如图2所示；

S6：将彩色滤光膜阵列14与带有像素单元15的cmos传感器16进行封装，所述彩色滤光膜阵列14的单一像素滤光块13对应cmos传感器上4个像素单元15如图3所示，多个彩色滤光膜阵列14离散的分布在cmos传感器16上如图4所示。

所述彩色滤光膜矩阵最终组成可见光膜系、近紫外光膜系和近红外光膜系。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。