TW201905663A - 用於顯示器下應用之超音波指紋感測器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示用於一顯示器下超音波指紋感測器之方法、裝置、設備及系統。一顯示裝置可包括一壓板、下伏於該壓板之一顯示器及下伏於該顯示器之一超音波指紋感測器，其中該超音波指紋感測器經組態以經由通過該壓板及該顯示器之一聲學路徑傳輸並接收超音波。一光阻斷層及/或一電屏蔽層可設置於該超音波指紋感測器與該顯示器之間，其中該光阻斷層及/或該電屏蔽層係在該聲學路徑中。一機械應力隔離層可設置於該超音波指紋感測器與該顯示器之間，其中該機械應力隔離層係在該聲學路徑中。

Description

用於顯示器下應用之超音波指紋感測器

本發明大體上係關於超音波指紋感測器系統，且更確切而言係關於併有顯示器下應用的超音波指紋感測器系統。

在超音波感測器系統中，可使用超音波傳輸器以經由超音波傳輸媒體並朝向待偵測之物件發送超音波。傳輸器可以操作方式與超音波感測器耦接，該超音波感測器經組態以偵測超音波之自物件反射的部分。舉例而言，在超音波指紋成像器中，超音波脈衝可藉由在極短時間間隔期間啟動並停止傳輸器來產生。在超音波脈衝遭遇之每一材料界面處，反射超音波脈衝之一部分。

舉例而言，在超音波指紋成像器之上下文中，超音波可行進穿過壓板，人員手指可置放於該壓板上以獲得指紋影像。在通過壓板之後，超音波之一些部分遭遇與壓板接觸之皮膚，例如，指紋脊紋，而超音波之其他部分遭遇空氣，例如指紋之鄰接脊紋之間的谷紋，且可以不同強度朝向超音波感測器反射回。與手指相關聯之經反射信號可經處理並轉換為數位值，該等數位值表示經反射信號之信號強度。當多個此類經反射信號在分佈式區域上收集到時，此類信號之數位值可用以例如藉由將數位值轉換為影像而在該分佈式區域上方產生信號強度之圖形顯示，藉此產生指紋之影像。因此，超音波感測器系統可用作指紋成像器或其他類型之生物測定掃描儀。在一些實施中，所偵測信號強度可映射成手指之等高線圖，該等高線圖表示脊紋結構細節的深度。

超音波感測器系統可作為指紋感測器系統併入於顯示裝置中以鑑認使用者。顯示裝置之發展以致使可撓性顯示器、三維防護玻璃罩及無槽框設計。因此，愈來愈多之顯示裝置具有有限空間來併入用於指紋感測器系統或玻璃下指紋感測器系統之離散按鈕，該指紋感測器系統或玻璃下指紋感測器系統定位於顯示裝置之顯示器的周邊。玻璃下及顯示器下指紋感測器系統可為顯示裝置提供額外功能性及空間，且可對額外鑑認軟體應用程式開放用於改良之使用者介面。

本發明之裝置、系統及方法各具有若干態樣，該等態樣中之單一態樣皆不單獨負責本文中所揭示之合乎需要的屬性。

本發明之標的物之一個態樣可實施於一種設備中。該設備包括：一顯示器；一超音波感測器系統，其下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器之一聲學路徑中傳輸並接收超音波；該超音波感測器系統與該顯示器之間的一光阻斷層，該光阻斷層定位於該聲學路徑中；及該顯示器與該超音波感測器系統之間的一黏接層。該黏接層定位於該聲學路徑中且經組態以允許該超音波感測器系統與該顯示器分離。

在一些實施中，該設備進一步包括該超音波感測器系統與該顯示器之間的一電屏蔽層，該電屏蔽層為導電的且接地，該電屏蔽層定位於該聲學路徑中。該電屏蔽層及該光阻斷層中之每一者可為無孔的或為基本上無孔的。在一些實施中，該顯示器為一有機發光二極體(OLED)顯示器。在一些實施中，該顯示器為形成於一塑膠基板上的一可撓性OLED顯示器。在一些實施中，該黏接層包括一環氧樹脂類黏接劑，該環氧樹脂類黏接劑包括一熱塑性油墨。在一些實施中，該設備進一步包括在該黏接層與該超音波感測器系統之間的一機械應力隔離層，其中該機械應力隔離層包括一塑膠材料。在一些實施中，該超音波感測器系統包括：一感測器基板，其上面安置有複數個感測器像素電路；一壓電收發器層，其耦接至該感測器基板且包括經組態以產生該等超音波之一壓電材料；及一電極層，其耦接至該壓電收發器層。在一些實施中，該壓電收發器層包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯三氟乙烯(PVDF-TrFE)共聚物、鋯鈦酸鉛(PZT)、氮化鋁(AlN)及其複合物。在一些實施中，該感測器基板包含包含選自由以下各者組成之群的一材料：玻璃、塑膠、矽及不鏽鋼。

本發明中所描述之標的物之另一創新態樣可在一種設備中實施。該設備包括：一顯示器；一超音波感測器系統，其下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器之一聲學路徑中傳輸並接收超音波；及該超音波感測器系統與該顯示器之間的一黏接層，該黏接層定位於該聲學路徑中。

在一些實施中，該設備進一步包括在該黏接層與該超音波感測器系統之間的一機械應力隔離層，該機械應力隔離層包括一塑膠材料且定位於該聲學路徑中。在一些實施中，該超音波感測器系統橫跨該顯示器之一整個或基本上整個作用中區域。在一些實施中，該顯示器為一有機發光二極體(OLED)顯示器。在一些實施中，該黏接層為可修復的且經組態以允許該超音波感測器系統與該顯示器分離，該黏接層包括一壓敏式黏接劑或一環氧樹脂類黏接劑。在一些實施中，該設備進一步包括：該黏接層與該顯示器之間的一光阻斷層，該光阻斷層定位於該聲學路徑中；及該黏接層與該顯示器之間的一電屏蔽層，該電屏蔽層為導電的且接地，該電屏蔽層定位於該聲學路徑中，其中該光阻斷層及該電屏蔽層中的每一者為無孔的或基本上無孔的。

本發明中所描述之標的物之另一創新態樣可在一種設備中實施。該設備包括：一顯示器；一超音波感測器系統，其下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器之一聲學路徑中傳輸並接收超音波；及該超音波感測器系統與該顯示器之間的一多功能膜，其中該多功能膜包括一光阻斷層、一電屏蔽層、一黏接層、一機械應力隔離層或其組合，該多功能膜定位於該聲學路徑中。

本發明中描述之標的物之另一創新態樣可實施於一種製造一設備之方法中。該方法包括：提供一顯示裝置，其中該顯示裝置包括一壓板及下伏於該壓板之一顯示器；接合一光阻斷層、一電屏蔽層、一機械應力隔離層或其組合至該顯示器，其中該電屏蔽層為導電的且接地；及將一超音波感測器系統接合至該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合，其中該超音波感測器系統下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器及該壓板之一聲學路徑中傳輸並接收超音波，其中該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合係在該聲學路徑中。

在一些實施中，接合該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合包括層壓該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合至該顯示器。在一些實施中，該方法進一步包括將一黏接層接合至該顯示器以至少允許該超音波感測器系統與該顯示器分離，其中該黏接層定位於該聲學路徑中。

本發明中所描述之標的物之另一創新態樣可在一種設備中實施。該設備包括：一顯示器；及一超音波感測器系統，其下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器之一聲學路徑中傳輸並接收超音波。該超音波感測器系統包括：一可撓性基板，其上面安置有複數個感測器像素電路；及一壓電收發器層，其耦接至該可撓性基板且包括經組態以產生該等超音波之一壓電材料。該設備進一步包括該壓電收發器層與該顯示器之間的一第一高聲學阻抗層。

在一些實施中，該第一高聲學阻抗層包括一光阻斷層及一電屏蔽層中之一者或兩者。在一些實施中，該第一高聲學阻抗層包括鄰近於該壓電收發器層之一電極層。在一些實施中，高聲學阻抗值層具有大於約5.0兆瑞利之一聲學阻抗值。該設備進一步包括該顯示器與該超音波感測器系統之間的一黏接層，該黏接層定位於該聲學路徑中且經組態以允許該超音波感測器系統與該顯示器分離。在一些實施中，該可撓性基板包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醯亞胺、不鏽鋼箔、薄膜矽或其他可撓性材料。在一些實施中，該設備進一步包括在該超音波感測器系統之一背側上的一第二高聲學阻抗層。

以下描述出於描述本發明之創新態樣之目的係針對某些實施例。然而，一般熟習此項技術者將易於認識到，本文中之教示可以許多不同方式來應用。所描述實施可實施於包括如本文中所揭示之用於超音波感測之生物測定系統的任何裝置、設備或系統中。另外，預期到，所描述實施可包括於多種電子裝置中或與其相關聯，多種電子裝置係諸如但不限於：行動電話、具備多媒體網際網路能力之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線裝置、智慧型手機、智慧卡、可穿戴式裝置(諸如，手鐲、臂帶、腕帶、戒指、頭帶及貼片等)、Bluetooth®裝置、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃描器、傳真裝置、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、攝影機、數位媒體播放器(諸如，MP3播放器)、攝錄影機、遊戲控制台、手錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(例如，電子閱讀器)、行動健康裝置、電腦監視器、汽車顯示器(包括里程錶及速度計顯示器等)、駕駛員座艙控制器及/或顯示器、攝影機視圖顯示器(諸如，載具中之後視攝影機之顯示器)、電子像片、電子廣告牌或標識、投影儀、架構結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡匣記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、攜帶型記憶體晶片、洗衣機、乾衣機、洗衣機/乾衣機、自動櫃員機(ATM)、停車計時器、封裝(諸如，在包括微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中)、美學結構(諸如，一件珠寶或服裝上之影像的顯示)及多種EMS裝置。本文中之教示內容亦可用於諸如(但不限於)以下各者的應用中：電子開關裝置、射頻濾波器、感測器、加速度計、迴轉儀、運動感測裝置、磁力計、用於消費型電子件之慣性組件、消費型電子產品之零件、可變電抗器、液晶裝置、電泳裝置、驅動方案、製造製程，及電子測試裝備。因此，該等教示內容並不意欲限於僅在圖式中描繪之實施，而實情為具有如一般熟習此項技術者將易於顯而易見之廣泛適用性。

顯示器下指紋感測器系統可設置於顯示裝置或設備中。許多高端顯示器使用有機發光二極體(OLED)顯示器或主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)顯示器。本發明之一些顯示器可設置於亦可被稱作可撓性OLED顯示器的塑膠有機發光二極體(pOLED)顯示器中。基於電容之指紋感測器可需要可與顯示器之電功能干擾的電磁信號。在顯示器內連同關聯導電跡線一起產生或傳送之信號可減小電容指紋感測能力。基於光學之指紋系統可在顯示裝置包括光阻斷層或大量金屬跡線之處受到限制或顯現為無用的。基於超音波之指紋感測器可在顯示器下併入於顯示裝置中。基於超音波之指紋感測器可在具有光阻斷層之顯示裝置之顯示器下且在不干擾顯示裝置之電功能情況下予以併入。

針對本文中所描述之超音波指紋感測器系統之組態及技術可適合於與可撓性顯示器、曲面顯示器、曲面防護玻璃罩及新興2.5D或三維顯示器一起使用。指紋之超音波成像很大程度上不受OLED顯示器及其他顯示器類型中之小型特徵，諸如像素或觸控式螢幕電極影響。由於超音波及電域本質上為不同的，因此電光域與電聲波域之間的串擾被減小。超音波指紋感測器系統與顯示器之其他部分之間的串擾及非所要相互作用部分歸因於下文描述的光阻斷、電磁干擾(EMI)減小、電屏蔽、應力隔離、散熱及熱擴散層之使用而被進一步減小或最小化。

基於超音波之指紋感測器經組態以在通過顯示裝置之顯示器的聲學路徑中傳輸並接收超音波。光阻斷層及電屏蔽層中之至少一個可定位於基於超音波之指紋感測器與顯示器之間，其中光阻斷層及電屏蔽層可係在聲學路徑中。在一些實施中，光阻斷層及電屏蔽層中之每一者為基本上無孔的。在一些實施中，機械應力隔離層可定位於基於超音波之指紋感測器與顯示器之間。具體而言,機械應力隔離層可包括塑膠材料，且機械應力隔離層可定位於下伏於顯示器之黏接層與基於超音波之指紋感測器之間。在一些實施中，基於超音波之指紋感測器可包括壓電層及安置於可撓性基板上之像素電路陣列，其中高聲學阻抗層安置於壓電層與顯示器之間。在一些實施中，額外高聲學阻抗層可安置於壓電層與係與顯示器相對之表面之間，其中額外高聲學阻抗層並非在聲學路徑中。在一些實施中，低聲學阻抗層安置於壓電層與顯示器之間以產生阻抗失配。高聲學阻抗層或低聲學阻抗層產生聲學阻抗失配以在高聲學阻抗層與低聲學阻抗層之間的界面處反射更多聲能。在一些實施中，基於超音波之指紋感測器可包括下伏於壓電層之多孔發泡體背層。在與可撓性或可彎曲顯示器相關之一些實施中，基於超音波之指紋感測器可包括壓電層及安置於可撓性塑膠基板上的像素電路陣列，其中可撓性塑膠基板與可撓性顯示器邊緣對邊緣附接且延伸。

可實施本發明中所描述的主題之特定實施以實現下列潛在優勢中之一或多者。顯示器下指紋感測器增大顯示裝置之作用中顯示區域的功能性。此外，顯示器下指紋感測器可減小形式因數，且可併入於無槽框顯示裝置中。顯示器下組態為了改良之效能、感測器置放之更大靈活性及更好使用者體驗而允許較大感測器作用中區域。光阻斷層可藉由設置機械應力隔離而在顯示裝置中提供機械功能，且藉由設置非反射性吸收層而提供光學功能，使得可見光並不穿透該非反射吸收層。超音波指紋感測器系統可通過光阻斷層傳輸並接收超音波。電屏蔽層可藉由設置電或電磁障壁或與其他電組件之EMI屏蔽件提供電功能，且減小電磁干擾。電屏蔽層可藉由提供熱耗散且改良顯示器之背部處的溫度均勻性而提供熱功能。超音波指紋感測器系統可通過電屏蔽層傳輸並接收超音波。光阻斷層及電屏蔽層可減小藉由超音波指紋感測器系統接收到的「雜訊」量。附接、層壓或以其他方式將超音波指紋感測器系統接合至顯示器可引起可不利地影響顯示器外觀及效能的機械應力。然而，定位於超音波指紋感測器與顯示器之間的機械應力隔離層可消除或以其他方式減小此等應力。此外，機械應力隔離層可提供用於外殼及/或邊緣密封件之區域以機械地保護超音波指紋感測器免受實體及/或環境影響。機械應力隔離層上且下伏於顯示器的可拆卸(例如可剝離)黏接層為易於更換及/或修整可允許超音波感測器與顯示器更容易分離。超音波指紋感測器可實施為可撓性感測器，且為了額外功能性併入於可撓性電子件、三維顯示器及曲面顯示器中。超音波指紋感測器系統可橫越顯示裝置之顯示區域全域且並非僅局部地實施，此舉允許連續使用者鑑認且允許手指在顯示器上任何地方的鑑認及驗證。此外,超音波指紋感測器可為了改良之效能包括所選擇之低及高聲學阻抗層以減小超音波沿著聲學路徑的反射。顯示器背部處之多孔發泡體背層可提供機械襯墊或支架且為了改良之指紋成像增大背層界面處的聲學反射。

圖1展示根據一些實施的包括超音波感測系統之實例行動裝置100之圖解表示。行動裝置100可表示例如各種攜帶型計算裝置，諸如蜂巢式電話、智慧型手機、智慧型手錶、多媒體裝置、個人遊戲裝置、平板電腦及膝上型電腦外加其他類型之攜帶型計算裝置。然而，本文中所描述之各種實施在應用上並不限於攜帶型計算裝置。實際上，本文中所揭示之各種技術及原理在傳統上可應用於非攜帶型裝置及系統中，諸如用於電腦監視器、電視顯示器、資訊站(kiosk)、載具導航裝置及音訊系統外加其他應用中。另外，本文中所描述之各種實施在應用上並不限於包括顯示器之裝置。

行動裝置100通常包括殼體(亦被稱作「外殼」或「機殼」)102，各種電路、感測器及其他電組件駐存於該殼體內。在所說明之實例實施中，行動裝置100亦包括觸控式螢幕顯示器(在本文中亦被稱作「觸敏式顯示器」) 104。觸控式螢幕顯示器104通常包括顯示器及觸控式螢幕，該觸控式螢幕配置於顯示器上方或以其他方式併入至顯示器中或與顯示器成一體式。顯示器104可通常表示使用多種合適顯示技術中之任一者的多種合適顯示器類型中之任一者。舉例而言，顯示器104可為基於數位微型快門(digital micro-shutter；DMS)之顯示器、發光二極體(LED)顯示器、有機LED (OLED)顯示器、液晶顯示器(LCD)、使用LED作為背光之LCD顯示器、電漿顯示器、基於干涉式調變器(IMOD)之顯示器，或適合於結合觸敏式使用者介面(UI)系統使用的另一類型之顯示器。

行動裝置100可包括用於與使用者互動或以其他方式將資訊傳達至使用者或自使用者接收資訊之各種其他裝置或組件。舉例而言，行動裝置100可包括一或多個麥克風106、一或多個揚聲器108且在一些狀況下一或多個至少部分機械按鈕110。行動裝置100可包括實現額外特徵之各種其他組件，諸如一或多個視訊或靜態影像攝影機112、一或多個無線網路介面114 (例如，藍芽、WiFi或蜂巢式介面)，及一或多個非無線介面116 (例如，通用串列匯流排(USB)介面或HDMI介面)。

行動裝置100可包括能夠掃描諸如指紋、掌紋或手紋之物件簽名及對物件簽名成像的超音波感測系統118。在一些實施中，超音波感測系統118可充當觸敏式控制按鈕。在一些實施中，觸敏式控制按鈕可藉由機械或電壓敏式系統實施，該機械或電壓敏式系統定位於超音波感測系統118之下或以其他方式與該超音波感測系統成一體式。換言之，在一些實施中，藉由超音波感測系統118佔用之區可既充當使用者輸入按鈕以控制行動裝置100以及又充當指紋感測器以實現諸如使用者鑑認特徵的安全特徵。在一些實施中，超音波感測系統118可定位於顯示器之防護玻璃罩之下或如本文中所描述之顯示器自身之一部分之下。在一些實施中，超音波感測系統118可定位於行動裝置殼體102之側壁上或背側上。

圖2A展示根據一些實施之實例超音波感測系統200之組件的區塊圖表示。如圖所示，超音波感測系統200可包括感測器系統202及電耦接至感測器系統202之控制系統204。感測器系統202可能能夠掃描物件並提供可用原始所量測影像資料以獲得物件簽名，例如人之手指的指紋。控制系統204可能能夠控制感測器系統202並處理接收自感測器系統之原始所量測影像資料。在一些實施中，超音波感測系統200可包括介面系統206，其能夠傳輸諸如原始或經處理所量測影像資料的資料至超音波感測系統200內或與該超音波感測系統成一體式之各種組件或自該等各種組件接收資料；或在一些實施中發送該資料至超音波感測系統外部之各種組件、裝置或其他系統，或者自該等各種組件、裝置或其他系統接收該資料。

圖2B展示包括圖2A之超音波感測系統200之實例行動裝置210之組件的區塊圖表示。舉例而言，行動裝置210可為展示於以上圖1中且參看圖1描述之行動裝置100之區塊圖表示。行動裝置210之超音波感測系統200的感測器系統202可藉由超音波感測器陣列212實施。超音波感測系統200之控制系統204可藉由電耦接至超音波感測器陣列212之控制器214實施。雖然該控制器214展示並描述為單一組件，但在一些實施中，控制器214可共同指彼此電連通之兩個或多於兩個的獨特控制單元或處理單元。在一些實施中，控制器214可包括以下各者中之一或多者：通用單晶片或多晶片處理器、中央處理單元(CPU)、數位信號處理器(DSP)、應用程式處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置(PLD)、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件，或經設計以執行本文中所描述之功能及操作的任何組合。

圖2B之超音波感測系統200可包括影像處理模組218。在一些實施中，藉由超音波感測器陣列212提供之原始所量測影像資料可經發送、傳輸、傳達或以其他方式提供至影像處理模組218。影像處理模組218可包括經組態、經調適或以其他方式可操作以處理由超音波感測器陣列212提供之影像資料的硬體、韌體及軟體之任何合適組合。在一些實施中，影像處理模組218可包括信號或影像處理電路或電路組件，包括例如放大器(諸如，測試設備放大器或緩衝器放大器)、類比或數位混合器或乘法器、交換器、類比至數位傳感器(ADC)、被動濾波器或主動類比濾波器外加其他。在一些實施中，此類電路或電路組件中之一或多者可整合於控制器214內，例如，其中該控制器214實施為系統單晶片(SoC)或封裝內系統(SIP)。在一些實施中，此類電路或電路組件中之一或多者可整合於包括在控制器214內或耦合至該控制器之DSP內。在一些實施中，影像處理模組218可至少部分經由軟體來實施。舉例而言，剛剛描述之電路或電路組件中之一或多者的一或多個功能或由電路或電路組件中之一或多者執行的一或多個操作可實情為藉由例如在控制器214之處理單元中(諸如，通用處理器或DSP中)執行之一或多個軟體模組來執行。在一些實施中，影像處理模組218或其部分可以軟體實施，該軟體可在諸如與行動裝置210相關聯之處理器220的應用程式處理器上執行。應用程式處理器可具有用於在應用程式處理器(有時被稱作「信任區」)內安全地處理生物測定影像資料的專用共處理器及/或軟體模組。

在一些實施中，除超音波感測系統200外，行動裝置210可包括分離處理器220、記憶體222、介面216及電源供應器224。在一些實施中，超音波感測系統200之控制器214可控制超音波感測器陣列212及影像處理模組218，且行動裝置210之處理器220可控制行動裝置210之其他組件。在一些實施中，處理器220將包括例如指令或命令的資料傳達至控制器214。在一些此類實施中，控制器214可將包括例如原始或經處理影像資料(亦被稱作「影像資訊」)之資料傳達至處理器220。亦應理解，在一些其他實施中，控制器214之功能性可完全或至少部分由處理器220實施。在一些此類實施中，超音波感測系統200之獨立控制器214可能並不被需要，此係因為控制器214之功能可藉由行動裝置210之處理器220來執行。

取決於實施，控制器214及處理器220中之一者或兩者可將資料儲存於記憶體222中。舉例而言，儲存於記憶體222中之資料可包括原始經量測影像資料、經濾波或以其他方式處理之影像資料、所估計影像資料或最終精細化之影像資料。記憶體222可儲存處理器可執行之程式碼或其他可執行電腦可讀指令，該程式碼或該等指令能夠由控制器214及處理器220中之一者或兩者執行以執行各種操作(或使得諸如超音波感測器陣列212、影像處理模組218或其他模組之其他組件執行操作)，該等操作包括演算、計算、估計或本文中所描述之其他判定中的任一者。亦應理解，記憶體222可共同指一或多個記憶體裝置(或「組件」)。舉例而言，取決於實施，控制器214可存取不同於處理器220之記憶體裝置中的資料並將資料儲存於該記憶體裝置中。在一些實施中，記憶體組件中之一或多者可實施為基於NOR或NAND的快閃記憶體陣列。在一些其他實施中，記憶體組件中之一或多者可實施為不同類型之非揮發性記憶體。另外，在一些實施中，記憶體組件中之一或多者可包括非揮發性記憶體陣列，諸如一類型之RAM。

在一些實施中，控制器214或處理器220可經由介面216傳達儲存於記憶體222中之資料或直接自影像處理模組218接收的資料。舉例而言，此經傳達資料可包括影像資料或自影像資料導出或以其他方式自影像資料判定的資料。介面216可共同指一或多個各種類型之一或多個介面。在一些實施中，介面216可包括用於自諸如抽取式記憶體裝置之外部記憶體接收資料或儲存資料至該外部記憶體的記憶體介面。另外或替代地，介面216可包括啟用原始或經處理資料至外部計算裝置、系統或伺服器之傳送以及資料自外部計算裝置、系統或伺服器的接收之一或多個無線網路介面或一或多個有線網路介面。

電源供應器224可提供電力至行動裝置210中之組件中的一些或全部。電源供應器224可包括多種能量儲存裝置中的一或多者。舉例而言，電源供應器224可包括可再充電電池，諸如，鎳鎘電池或鋰離子電池。另外或替代地，電源供應器224可包括一或多個超級電容器。在一些實施中，電源供應器224可為使用自例如壁式插座(或「電源插座」)或與行動裝置210成一體式之光伏打裝置(或「太陽能電池」或「太陽能電池陣列」)存取的電力可充電的(或「可再充電的」)。另外或替代地，電源供應器224可為可無線地充電的。電源供應器224可包括功率管理積體電路及電力管理系統。

如下文所使用，術語「處理單元」指以下各者中之一或多者的任何組合：超音波系統之控制器(例如，控制器214)、影像處理模組(例如，影像處理模組218)，或包括超音波系統之裝置的獨立處理器(例如，處理器220)。換言之，下文描述為藉由處理器單元執行或使用處理單元執行的操作可藉由以下各者中之一或多者執行：超音波系統之控制器、影像處理模組，或包括超音波感測系統之裝置的獨立處理器。

圖3A展示根據一些實施的實例超音波感測系統300之一部分的圖解表示之橫截面投影圖。圖3B展示根據一些實施之圖3A之實例超音波感測系統300的放大之橫截面側視圖。舉例而言，超音波感測系統300可實施參看圖1描述之超音波感測系統118或參看圖2A及圖2B所展示並描述的超音波感測系統200。超音波感測系統300可包括上覆於基板304且下伏於壓板(例如，「蓋板」或「防護玻璃罩」) 306的超音波傳感器302。超音波傳感器302可包括超音波傳輸器308及超音波接收器310兩者。

超音波傳輸器308通常經組態以產生超音波且朝向壓板306且在所說明實施中朝向定位於壓板306之上表面上之人類手指312傳輸該等超音波。在一些實施中，超音波傳輸器308可更具體而言經組態以產生超音波平面波並朝向該壓板306傳輸超音波平面波。舉例而言，超音波傳輸器308之壓電材料可經組態以將藉由超音波感測系統之控制器提供之電信號以掃描頻率轉換成連續或脈衝化的超音波平面波序列。在一些實施中，超音波傳輸器308包括壓電材料層，諸如聚偏二氟乙烯(PVDF)或諸如PVDF-TrFE之PVDF共聚物的層。在一些實施中，諸如氮化鋁(AlN)、鋯鈦酸鉛(PZT)或鈦酸鉍鈉的其他壓電材料可用於超音波傳輸器308及/或超音波接收器310中。在一些實施中，超音波傳輸器308及/或超音波接收器310可另外或可替代地包括諸如電容微機電超音波傳感器(CMUT)之電容超音波裝置或諸如壓電微機電超音波傳感器(PMUT，亦被稱作「壓電微機械超音波傳感器」)的壓電超音波裝置。

超音波接收器310通常經組態以偵測由藉由超音波傳輸器308傳輸之超音波與界定正被掃描之手指312之指紋的脊紋316及谷紋318之互動引起的超音波反射314。在一些實施中，超音波傳輸器308上覆於超音波接收器310，如例如圖3A及圖3B中所說明。在一些實施中，超音波接收器310可上覆於超音波傳輸器308 (如在下文描述之圖4A中所展示)。超音波接收器310可經組態以產生並輸出對應於偵測到之超音波反射的電輸出信號。在一些實施中，超音波接收器310可包括不同於超音波傳輸器308之壓電層的第二壓電層。舉例而言，超音波接收器310之壓電材料可為任何合適壓電材料，例如，PVDF或PVDF-TrFE共聚物層。超音波接收器310之壓電層可將由超音波反射引起之振動轉換成電輸出信號。在一些實施中，超音波接收器310進一步包括薄膜電晶體(TFT)層。在一些此類實施中，TFT層可包括感測器像素電路陣列，其經組態以放大或緩衝藉由超音波接收器310之壓電層產生的電輸出信號。藉由感測器像素電路陣列提供的電輸出信號可接著經提供作為原始所量測影像資料至處理單元用於處理影像資料、識別與影像資料相關聯之指紋且在一些應用中鑑認與指紋相關聯的使用者。在一些實施中，單一壓電層可充當超音波傳輸器308及超音波接收器310(如下文描述之圖4B中所展示)。在一些實施中，基板304可為電子電路可製造於上面的玻璃、塑膠或矽基板。在一些實施中，超音波接收器310之感測器像素電路陣列及關聯介面電路可由形成於基板304中或上的CMOS電路組態。在一些實施中，基板304可定位於壓板306與超音波傳輸器308及/或超音波接收器310之間。在一些實施中，基板304可充當壓板306。一或多個保護性層、聲波匹配層、抗污層、黏接層、修飾層、導電層或其他塗層(圖中未示)可包括於基板304及壓板306之一或多個側上。

壓板306可由可聲學耦接至超音波傳輸器308之任何合適材料形成。舉例而言，壓板306可由玻璃、塑膠、陶瓷、藍寶石、金屬或金屬合金中之一或多者形成。在一些實施中，壓板306可為蓋板，諸如下伏顯示器的防護玻璃罩或透鏡玻璃。在一些實施中，壓板306可包括一或多種聚合物，諸如一或多種類型之聚對二甲苯，且可實質上更薄。在一些實施中，壓板306厚度可在約10微米(µm)至約1000 µm之範圍內或大於約1000 µm。

在一些實施中，超音波感測系統300可進一步包括聚焦層(圖中未示)。舉例而言，聚焦層可定位於超音波傳輸器308上方。聚焦層可通常包括能夠變更藉由超音波傳輸器308傳輸之超音波之路徑的一或多個聲學透鏡。在一些實施中，透鏡可實施為圓筒形透鏡、球面透鏡或分區透鏡。在一些實施中，透鏡中之一些或全部可為凹透鏡，而在一些其他實施中，透鏡中之一些或全部可為凸透鏡，或包括凹透鏡與凸透鏡之組合。

在包括此聚焦層之一些實施中，超音波感測系統300可另外包括聲波匹配層以確保聚焦透鏡與定位於壓板306上之諸如手指之物件之間的恰當聲學耦接。舉例而言，聲學匹配層可包括摻雜有粒子之環氧樹脂，該等粒子改變聲學匹配層之密度。若聲學匹配層之密度改變，則聲學阻抗亦將在聲學速率保持恆定情況下根據密度改變而改變。在替代性實施中，聲學匹配層可包括摻雜有金屬或陶瓷粉末的聚矽氧橡膠。在一些實施中，可實施用於處理輸出信號之取樣策略，該等取樣策略利用經由聚焦層之透鏡接收到之超音波反射。舉例而言，自透鏡之焦點傳回之超音波將行進至透鏡中，且可朝向接收器陣列中之多個接收器元件傳播，從而滿足超音波互反性原理。取決於自分散場傳回之信號強度，數個主動接收器元件之調整有可能。一般而言，經啟動以接收傳回之超音波的接收器元件愈多，則信雜比(SNR)愈高。在一些實施中，一或多個聲學匹配層可在有或無聚焦層情況下定位於壓板306之一側或兩側上。

圖4展示根據一些實施之圖3A及圖3B之實例超音波感測系統300之實例組件的分解投影視圖。超音波傳輸器308可包括能夠充當平面波產生器的實質上平面的壓電傳輸器層422。取決於所施加之電壓信號，超音波可藉由越過壓電傳輸器層422施加電壓以擴展或收縮層來產生，藉此產生平面波。在此實例中，處理單元(圖中未示)能夠使得傳輸器激勵電壓經由第一傳輸器電極424及第二傳輸器電極426越過壓電傳輸器層422而施加。第一傳輸器電極424及第二傳輸器電極426可為金屬化電極，例如，塗佈壓電傳輸器層422之相對側的金屬層。由於壓電效應，所施加之傳輸器激勵電壓引起壓電傳輸器層422之厚度的改變，且以此方式產生處於傳輸器激勵電壓之頻率的超音波。

超音波可朝向諸如手指之目標物件行進，從而穿過壓板306。超音波之未由目標物件吸收或傳輸之一部分可經由壓板306反射回且由超音波接收器310接收，該超音波接收器在說明於圖4A中之實施中上覆於超音波傳輸器308。超音波接收器310可包括安置於基板434及壓電接收器層436上之感測器像素電路432的陣列。在一些實施中，每一感測器像素電路432可包括一或多個TFT或矽類CMOS電晶體元件、電互連件跡線，且在一些實施中包括諸如二極體、電容器及類似者的一或多個額外電路元件。每一感測器像素電路432可經組態以將接近於像素電路之壓電接收器層436中產生的表面電荷轉換成電信號。每一感測器像素電路432可包括像素輸入電極438，其將壓電接收器層436電耦接至感測器像素電路432。

在所說明之實施中，接收器偏壓電極440係安置於壓電接收器層436之接近壓板306之一側上。接收器偏壓電極440可為金屬化電極且可接地或偏壓以控制哪些信號可傳遞至感測器像素電路432之陣列。自壓板306之曝露(上部/頂部)表面442反射之超音波能量可藉由壓電接收器層436轉化成表面電荷。所產生之表面電荷可耦接至像素輸入電極438且下伏感測器像素電路432。電荷信號可藉由感測器像素電路432放大或緩衝，且提供給處理單元。處理單元可與第一傳輸器電極424及第二傳輸器電極426電連接(直接或間接地)，以及與基板434上之接收器偏壓電極440及感測器像素電路432電連接。在一些實施中，處理單元可大體上如上文所描述操作。舉例而言，處理單元可能能夠處理接收自感測器像素電路432之信號。

可用以形成壓電傳輸器層422或壓電接收器層436之合適壓電材料的一些實例包括具有例如介於約2.5兆瑞利與5兆瑞利之間的聲學阻抗之適當聲學性質的壓電聚合物。可採用之壓電材料之特定實例包括鐵電聚合物，諸如聚偏二氟乙烯(PVDF)及聚偏二氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)共聚物。PVDF共聚物之實例包括60:40(莫耳百分比)之PVDF-TrFE、70:30之PVDF-TrFE、80:20之PVDF-TrFE及90:10之PVDR-TrFE。可利用之壓電材料的其他實例包括聚氯亞乙烯(PVDC)均聚物及共聚物、聚四氟乙烯(PTFE)均聚物及共聚物以及溴化二異丙胺(DIPAB)。在一些實施中，諸如氮化鋁(AlN)、鋯鈦酸鉛(PZT)或鈦酸鉍鈉的其他壓電材料可用於壓電傳輸器422及/或壓電接收器層436中。

壓電傳輸器層422及壓電接收器層436中的每一者之厚度經選擇以便適合於分別產生及接收超音波。在一個實例中，PVDF壓電傳輸器層422大致為28 µm厚，且PVDF-TrFE接收器層436大致為12 µm厚。超音波之實例頻率可係在約1兆赫茲(MHz)至約100 MHz之範圍內，其中波長為約1毫米或1毫米以下。

圖4B展示根據一些實施的圖3A及圖3B之超音波感測系統300中超音波收發器陣列之實例組件的分解投影視圖。在此實例中，超音波感測系統300包括壓板306下之超音波收發器陣列450。超音波收發器陣列450可充當展示於圖2B中且上文所描述的超音波感測器陣列212。超音波收發器陣列450可包括能夠充當平面波產生器的實質上平面的壓電收發器層456。超音波可藉由越過收發器層456施加電壓而產生。控制系統204可能能夠產生收發器激勵電壓，該收發器激勵電壓可經由一或多個下伏像素輸入電極438或一或多個上覆收發器偏壓電極460越過壓電收發器層456而施加。所產生的超音波可穿過壓板306朝向手指或待偵測之其他物件行進。波之未由物件吸收或傳輸之一部分可經反射以便通過壓板306傳遞回且由超音波收發器陣列450接收。超音波收發器陣列450可使用單一壓電收發器層456充當超音波傳輸器及超音波接收器兩者。

超音波收發器陣列450可包括安置於感測器基板434上之感測器像素電路432的陣列。在一些實施中，每一感測器像素電路432可包括一或多個TFT或矽類元件、電互連跡線，及在一些實施中一或多個額外電路元件，諸如二極體、電容器及類似者。每一感測器像素電路432可包括像素輸入電極438，其將壓電壓電收發器層456電耦接至感測器像素電路432。

在所說明之實施中，收發器偏壓電極460安置於壓電收發器層456的接近壓板306之一側上。收發器偏壓電極460可為金屬化電極且可接地或加偏壓以控制可產生哪些信號且哪些經反射信號可經傳遞至感測器像素電路432之陣列。自壓板306之曝露(頂部)表面442反射的超音波能量可由壓電收發器層456轉換成表面電荷。所產生的表面電荷可耦接至像素輸入電極438及下伏感測器像素電路432。電荷信號可由感測器像素電路432放大或緩衝且提供至控制系統204。

控制系統204可電(直接地或間接地)連接至感測器基板434上之收發器偏壓電極460及感測器像素電路432。在一些實施中，控制系統204可大體上如上文所描述操作。舉例而言，控制系統204可能能夠處理接收自感測器像素電路432的經放大或緩衝之電輸出信號。

控制系統204可能能夠控制超音波收發器陣列450以獲得超音波影像資料，該超音波影像資料可包括指紋影像資料。根據一些實施，控制系統204可能能夠提供功能性，諸如本文中所描述之功能性，例如，諸如本文中參看圖1至圖3B、圖5至圖14B以及圖16A至圖16D描述的功能性。

在具有超音波收發器陣列之超音波感測器系統之其他實例中，感測器基板434之背側可直接地或間接地附接至上覆壓板306。在操作中，藉由壓電收發器層456產生之超音波可行進穿過感測器基板434及壓板306，反射脫離壓板306之表面442，且在藉由基板感測器434上或中之感測器像素電路432偵測到之前通過壓板306及感測器基板434行進返回。

包括行動裝置及智慧型電話之許多電子裝置使用指紋鑑認作為存取控制之一種方法。超音波指紋感測器可鑑認使用者之指紋，其中藉由壓電材料產生之超音波可行進穿過個人手指置放於上面的壓板。超音波之一些部分遭遇與壓板接觸之皮膚，諸如指紋脊紋，而超音波之其他部分遭遇空氣，例如，指紋之兩個脊紋之間的谷紋。超音波以不同強度朝向超音波感測器陣列反射回。與手指相關聯之經反射信號可經處理且轉換為表示經反射信號之信號強度的數位值，且可獲得指紋影像。

圖5展示根據一些實施之使用指紋感測器之實例，其中該指紋感測器並未在顯示器下。在圖5中，電子裝置505 (例如，行動裝置210)包括控制器電路(例如，圖2B中之控制器214)，其可操作感測器525(例如，圖2B中超音波感測器系統202之超音波感測器或超音波感測器陣列212中的至少一個)。在一些實施中，控制器電路可切換感測器525以在電容感測模式與超音波感測模式之間操作。舉例而言，感測器525可經組態以處於電容感測模式以判定物件是已經觸控抑或定位於超音波感測器之接收器偏壓電極附近，且接著隨後經組態以處於超音波感測模式以判定物件是否為手指515。

如圖5中所示，在時間550，手指515置放於感測器525上方，該感測器為電子裝置505之超音波鑑認按鈕(例如，「首頁按鈕」)的部分。在一些實施中，感測器525可為機電按鈕之部分，該機電按鈕可鑑認使用者且經由顯示器510之防護玻璃罩中的切開區插入。因此，感測器525可與視覺影像內容顯示於顯示器510中的位置分離地定位。在時間550，電子裝置505可處於鎖定狀態、關斷狀態或處於相對低電力的「休眠」模式。物件或手指515可經判定為已定位於顯示器510、感測器525或其他感測電極附近或上。接著，在時間555，控制器電路在手指515之指紋經鑑認情況下可「喚醒」應用程式處理器且使得顯示器510被接通。舉例而言，應用程式處理器可獲得指紋影像資料(例如，藉由接收由控制器電路儲存於記憶體中的對應資料)，且接著判定指紋影像資料是否表示電子裝置505之經授權使用者的指紋。經授權指紋之影像資料可先前已藉由使用者(例如，所有者)例如在電子裝置505之設定期間或在電子裝置505之安全特徵的登記且設定期間提供。

圖6展示根據一些實施的使用指紋感測器之實例，其中該指紋感測器係在顯示器下。在圖6中，電子裝置605(例如，行動裝置210)包括控制器電路(例如，圖2B中之控制器214)，其可操作感測器625(例如，圖2B中超音波感測器系統202之超音波感測器或超音波感測器陣列212中的至少一個)。與感測器525置放於顯示器510之防護玻璃罩之切開區中之圖5相比較，圖6中之感測器625置放於顯示器610的可顯示視覺影像內容的區中。在顯示器610之顯示區域中具有感測器625可改良使用者介面且增大電子裝置605之顯示器610的功能性。感測器625並非必須係如圖5中所論述的機電按鈕之部分。因此，當手指615定位於感測器625附近或上時，感測器625可鑑認使用者之指紋。感測器625可使用如下文所述之超音波指紋感測器系統而鑑認使用者的指紋。

圖7展示實例壓板下超音波感測器系統與可撓性印刷電路(FPC)之橫截面視圖。在圖7中，超音波感測器系統700位於壓板710下面或下伏於該壓板。壓板710可被認為在超音波感測器系統700「前方」、「上方」或「上覆於該超音波感測器系統」，且超音波感測器系統700可被認為在壓板710「後方」、「下方」或「下伏於該壓板」。如本文中所使用之此類術語為取決於裝置之定向的相對術語。在一些實施中，超音波感測器系統700藉由第一黏接劑760耦接至壓板710。手指705可按壓壓板710以啟動超音波感測器系統700。在一些實施中，壓板710可為顯示裝置(例如，行動裝置)之防護玻璃罩。在一些實施中，壓板710可包括諸如有機發光二極體(OLED)或主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)顯示器的一部分。

超音波感測器系統700可包括感測器基板740、安置於感測器基板740上之複數個感測器電路745、收發器層720及電極層715。收發器層720可被稱為「壓電層」或「壓電收發器層」。電極層715可被稱為「收發器電極層」。在一些實施中，收發器層720可對應於圖4B之壓電收發器層456，或可對應於圖4A之壓電接收器層436及壓電傳輸器層422中的一或兩者。超音波感測器系統700可進一步包括鈍化層(圖中未示)。不同實施可將不同材料用於感測器基板740。舉例而言，感測器基板740可包括矽基板、絕緣體上矽(SOI)基板、薄膜電晶體(TFT)基板、玻璃基板、塑膠基板、陶瓷基板及/或其一組合。

複數個感測器電路745可形成於感測器基板740上方或上，諸如TFT電路形成於TFT基板上，或互補金氧半導體(CMOS)電路形成於矽基板上或中。在一些實施中，收發器層720可定位於複數個感測器電路745上方。收發器層720可充當超音波之傳輸器及接收器兩者，其中收發器層720經組態以傳輸至少一個超音波/信號，且接收或偵測至少一個超音波/信號。因此，收發器層720可包括一或多個壓電層及一或多個電極層以使得收發器層能夠傳輸及接收超音波。

超音波為頻率高於約20 KHz之聲波。在一些實施中，超音波頻率介於約1 MHz與約100 MHz之間，諸如約5 MHz與約20 MHz之間。聲波為具有與行進方向相同之振動方向的縱向波。聲波按下媒體中之粒子，不管媒體為固體、液體或氣體。聲波以聲速行進，該聲速取決於聲波穿過之媒體。材料中之聲學阻抗量測對由施加至材料之聲學壓力產生的聲學流動之反抗。聲學阻抗使得能夠判定聲能在邊界處的反射及傳輸。若兩種媒體之聲學阻抗極其不同，則大部分聲能將被反射，而非越過邊界予以傳輸。聲學阻抗可以瑞利或兆瑞利為單位依據帕斯卡-秒/米(Pa - s/m或kg/s/m² )量測。

複數個感測器電路745可包括薄膜電晶體電路之陣列。舉例而言，感測器電路745可包括像素電路之陣列，其中每一像素電路可包括一或多個TFT。像素電路可經組態以回應於接收到之超音波將接近於該像素電路之收發器層產生的電荷轉換成電信號。來自感測器電路745之輸出信號可經發送至控制器或用於信號處理的其他電路。

在一些實施中，收發器電極層715可經安置、定位、置放或形成於收發器層720上方。收發器電極層715可包括耦接至收發器層720的一或多個導電層/跡線。在一些實施中，收發器電極層715可包括銀墨。在一些實施中，收發器電極層715可包括銅。超音波可藉由提供電信號至收發器電極層715來產生並傳輸。此外，鈍化層(圖中未示)可經安置、定位、置放或形成於收發器電極層715之至少數個部分上方。鈍化層可包括電絕緣材料的一或多個層。感測器基板740及感測器電路745、壓電收發器層720及收發器電極層715可定位於壓板710下。

圖7展示耦接至感測器基板740之可撓性印刷電路(FPC)725。然而，在本發明中應理解，感測器基板740可耦接至剛性印刷電路板(PCB)或其他電路。FPC 725可被稱為撓性條帶、撓性纜線、撓性電路或簡單地為「撓性的」。FPC 725可包括一或多個介電層及一或多個互連件 (例如，跡線、通孔及襯墊)。在一些實施中，FPC 725可電耦接至控制器或對至/自感測器電路745之信號進行信號處理的其他電路。在一些實施中，FPC 725可自超音波感測器系統700之前側環繞至超音波感測器系統700的背側。

在圖7中，超音波感測器系統700可使用第一黏接劑760及邊緣封閉劑755附接至壓板710。超音波感測器系統700可進一步包括用於保護超音波感測器系統700的感測器外殼或蓋子730。感測器外殼730可經由第二黏接劑765耦接至壓板710之一部分且可經由第三黏接劑750耦接至感測器基板740之一部分且FPC 725的一部分。在一些實施中，感測器外殼730可在感測器基板740之作用中區域上方很大程度上懸置。感測器外殼730可耦接至感測器基板740，使得空腔735形成於感測器基板740之背側與感測器外殼730之間。在一些實施中，感測器外殼730可包括一或多個塑膠或金屬層。在一些實施中，感測器外殼730及空腔735可允許感測器基板740與空腔735之間的界面作為超音波感測器系統700之聲學障壁操作。在一些實施中，空腔735可提供空間從而收納聲學屏蔽結構，該聲學遮蔽結構經組態以吸收、截獲超音波或以其他方式使超音波衰減。FPC 725可纏繞感測器基板740及感測器外殼730，其中FPC 725附接至感測器外殼730之背側。

壓板下超音波感測器系統700可如圖7中所展示設置於顯示裝置中，但顯示器下超音波感測器系統不必設置於顯示裝置中，如壓板下超音波感測器系統中一般。因此，包括顯示器下超音波感測器系統之顯示裝置可不同於壓板下超音波感測器系統而構建。

圖8A展示根據一些實施的包括壓板及下伏於壓板之顯示器的實例裝置之橫截面示意圖。顯示裝置可包括顯示器865，諸如基於DMS之顯示器、LED顯示器、OLED顯示器、LCD、電漿顯示器、基於IMOD之顯示器，或適合於結合觸敏式使用者介面使用的另一類型之顯示器。在一些實施中，顯示器865可經修改以減小或移除可妨礙超音波成像能夠的空氣間隙。在圖8A中，顯示器865係下伏於壓板805之OLED顯示器，該壓板係諸如防護玻璃罩、防護透鏡或OLED堆疊之外部層或任何關聯觸控式螢幕。

圖8A中之OLED顯示器865可包括複數個薄膜層810、815、820、825、830、835、845及850。薄膜層810、815、820、825、830、835、845及850中的至少一些包括數個有機材料層或塑膠材料層。有機材料或塑膠材料可取決於採用哪些材料而提供一色彩範圍。OLED顯示器865可包括配置成矩陣之複數個像素840。OLED顯示器865可包括藉由主動矩陣驅動之像素電路列及行，從而定址像素840。在一些實施中，OLED顯示器865可進一步包括觸敏式膜的一或多個層810、815，包括感測電極之一或多個層。在OLED顯示器865 (例如，OLED堆疊)中之有機發光材料上方形成的一或多個層810、815對於可見光可為實質上透明的。如本文中所使用之大體透明性度可經定義為約70%或大於70% (諸如約80%或大於80%，或甚至約90%或大於90%)的可見光之透射率。OLED顯示器865之額外層可視情況包括彩色濾光器、偏光器、抗反射膜、黏接層、障壁層、光學層及一或多個塗層或覆蓋層。在一些實施中，OLED顯示器865可為具有玻璃防護層之玻璃OLED顯示器。玻璃OLED顯示器865中之像素電路可安置於玻璃基板與玻璃防護層之間。

通常，OLED顯示器865可包括一或多個背層855、860。一或多個背層855、860可使OLED顯示器865與顯示裝置之其他電子件或組件，諸如電池、RF組件、印刷電路板、用於支撐電子組件之框架等分離。在一些實施中，一或多個背層855、860可包括光阻斷層855及電屏蔽層860。光阻斷層855可包括對於可見光不透光或實質上不透光的一或多種材料。如本文中所使用為實質上不透光或實質上不透明的可界定為對可見光的約70%或大於70%諸如約80%或大於80%或甚至約90%或大於90%的吸收率。當OLED顯示器865正起作用或接通時，光阻斷層855可防止或以其他方式限制可見光至顯示裝置之背部的傳輸。此外，光阻斷層855可提供機械功能作為用於保護OLED顯示器865免受外力影響的襯墊。在一些實施中，OLED顯示器865中之光阻斷層855可包括多孔黑色發泡體。

在一些實施中，一或多個背層855、860可包括電屏蔽層860。電屏蔽層860可包括一或多個導電材料且可經電接地。電屏蔽層860可用來防止或以其他方式限制與OLED顯示器865之電干擾，特定而言當OLED顯示器865正起作用或接通時。舉例而言，電屏蔽層860可限制來自諸如電池充電器、數位或類比電子件、RF組件等之近旁電子件的電干擾。此外，電屏蔽層860可提供熱耗散且改良顯示器之背部處的溫度均一性，此係由於高溫梯度可在OLED顯示器865附近發生，該等高溫梯度可藉由OLED顯示器865附近之電子電路及其他裝置(例如，電池)引起。在一些實施中，OLED顯示器865中之電屏蔽層860可包括厚的銅條帶。舉例而言，銅條帶厚度可大於約50 µm、大於約20 µm、大於約10 µm或大於約6 µm。

然而，如上文所描述之光阻斷層855及電屏蔽層860中的一者或兩者可包括孔、空隙或並不允許超音波有效地穿過之空氣間隙。空隙及空氣間隙亦可存在於與光阻斷層855及電屏蔽層860中之一或多者的界面處。空隙及空氣間隙亦可存在於玻璃OLED顯示器中的玻璃防護層與玻璃基板之間。另外，電屏蔽層860可過厚，且減小傳播通過其的超音波之信號。

如本文中所揭示之顯示裝置可包括與諸如圖8A中之OLED顯示器865的顯示器成一體式之超音波指紋感測器系統，該超音波指紋感測器系統在不使超音波指紋感測器系統之效能降級情況下保持OLED顯示器865的光阻斷及電屏蔽功能性。成一體式可例如藉由接合(例如，層壓)超音波指紋感測器系統至顯示器865之背側而發生。超音波指紋感測器系統與顯示器865成一體式可在不使顯示裝置之效能降級情況下發生。在一些實施中，超音波指紋感測器系統之成一體式可在不損害顯示裝置及其組件情況下為易於替換及/或修整超音波指紋感測器系統及顯示器865中之一或兩者而提供。

圖8B展示根據一些實施的實例超音波指紋感測器系統之橫截面示意圖。圖8B中之超音波指紋感測器系統895可包括感測器基板870、耦接至感測器基板870之壓電收發器層880、收發器電極層885、鈍化層890及耦接至感測器基板870之FPC 875。圖8B中之超音波指紋感測器系統895的態樣可相同或類似於圖1、圖2A至2B、圖3A至圖3B、圖4A至4B及圖5至圖7中的超音波指紋感測器系統。然而，圖8A中超音波指紋感測器系統895與OLED顯示器865成一體式可使超音波指紋感測器系統895及顯示器865中之一或多者的效能受到限制或降級。舉例而言，超音波指紋感測器系統895之成一體式可引入可使OLED顯示器865之外觀變形且使該OLED顯示器之效能降級的應力。另外或在替代例中，圖8A之超音波指紋感測器系統895與OLED顯示器865的成一體式可藉由限制聲學信號之傳輸而減小超音波指紋感測器系統895的效應。

顯示器865及超音波指紋感測器系統895中之一或兩者可經修改以在不使超音波指紋感測器系統895或顯示器865之效能降級情況下有效地使超音波指紋感測器系統895與顯示器865成一體式。圖9A展示根據一些實施的包括以下各者之實例裝置900的橫截面示意圖：防護玻璃罩905、下伏於防護玻璃罩905之顯示器965以及光阻斷層955及下伏於顯示器965的電屏蔽層960。圖9B展示根據一些實施的待附接或接合至圖9A之裝置900且下伏於顯示器965之實例超音波指紋感測器系統995的橫截面示意圖。如上文所述，超音波指紋感測器系統995包括感測器基板970、耦接至感測器基板970之壓電收發器層980、收發器電極層985、鈍化層990及耦接至感測器基板970之FPC 975。

在圖9A中，圖8A之光阻斷層855藉由圖9A中之無孔光阻斷層955替換以准許超音波之有效傳輸，且圖8A之電屏蔽層860藉由圖9A中之薄電屏蔽層960替換以准許超音波的有效傳輸。無孔光阻斷層955及/或電屏蔽層960在一些實施中可局部定位於超音波指紋感測器系統995之作用中區域之間，而在其他實施中，無孔阻斷層955及/或電屏蔽層960可延伸超出超音波指紋感測器系統995之作用中區域且可延伸至顯示器965的邊緣。在一些實施中，在圖9A之顯示器965包括玻璃防護罩層，玻璃防護罩層與基板玻璃之間的空隙及/或空氣間隙可填充有填充材料，諸如實質上透明的油或聚合物，藉此允許超音波的有效傳輸。無孔光阻斷層955及薄電屏蔽層960可係定位於顯示器965與超音波指紋感測器系統之間的多功能膜，諸如圖9B中之超音波指紋感測器系統995或描述於圖11A至圖11F、圖12A至圖12F及圖13A至圖13B中之超音波指紋感測器系統中的任一者。在一些實施中，無孔光阻斷層955可包括彩色塑膠材料諸如黑色聚對苯二甲酸乙二酯(PET)；或彩色聚萘二甲酸乙二酯、聚醯亞胺、聚碳酸酯或PMMA等；一或多個油漆層；一或多個彩色油墨層；或經塗佈塑膠層。在一些實施中，薄電屏蔽層960可包括金屬化塑膠或諸如銅之金屬。在一些實施中，薄金屬箔可充當光阻斷層且充當電屏蔽層。薄金屬箔可定位於塑膠材料層上或附接至該塑膠材料層。在一些實施中，薄電屏蔽層960厚度可介於0.05 µm與約10 µm之間，或約0.1 µm與約9 µm之間。在一些實施中，包含薄金屬層或金屬化塑膠層之電屏蔽層960之厚度可介於約0.1 µm與約25 µm之間或約0.1 µm與約50 µm之間。無孔光阻斷層955及薄電屏蔽層960以及其之間的界面中之每一者為基本上無空隙的且為基本上無孔的。雖然圖9A展示無孔光阻斷層955及薄電屏蔽層960作為至少兩個離散層，但應理解，無孔光阻斷層955及薄電屏蔽層960可經整合為單一層或單一材料。舉例而言，油漆層與諸如金屬薄片之導電組件可充當顯示器965上之光阻斷層及電屏蔽層兩者。在一些實施中，定位於超音波指紋感測器系統995與顯示器965之間的單一黏接劑可充當黏接層、光阻斷層、超音波傳導層及電屏蔽層。

圖9A中之顯示器965可包括OLED顯示器堆疊，其中OLED顯示器堆疊包括複數個薄膜層910、915、920、925、930、935、945及950。OLED顯示器堆疊可包括配置成矩陣之複數個像素940。在一些實施中，安置於OLED顯示器堆疊與超音波感測系統995之間的光阻斷層955可包括指數匹配層，其與OLED顯示器堆疊之較低層指數匹配。舉例而言，光阻斷層955之光學折射率可與OLED顯示器堆疊之最低層的光學折射率匹配或基本上匹配以使來自OLED顯示器堆疊與光阻斷層955之間的界面之光學反射最小化。光阻斷層955之光學指數可經控制以係在OLED顯示器堆疊之最底層之光學指數的例如0.05內以避免非所要內反射。在一些實施中，光阻斷層955可包括已組合有合適光阻斷組件的指數受控光學通透黏接劑或光學通透樹脂，諸如油漆、油墨、顏料、著色劑、彩色纖維或碳、石墨、石墨烯或金屬粒子。光阻斷層955中的金屬粒子或其他導電材料亦可充當電屏蔽件。在一些實施中，OLED顯示器堆疊中發泡體層的一部分可注入有光阻斷材料以使空隙最小化且允許超音波通過OLED顯示器堆疊的有效傳輸。在一些實施中，OLED顯示器堆疊中之發泡體層可為導電的，且充當電隔離層。在一些實施中，光阻斷層955或注入發泡體層可貫穿作用中區域延伸，且在一些實例中延伸至顯示器965的邊緣。

在圖9B中，機械應力隔離層993及黏接層994可添加至超音波指紋感測器系統995以允許在至顯示器965及/或超音波指紋感測器系統995之最小應力轉移情況下附接或接合至顯示器965。藉由施配之環氧樹脂、邊緣密封劑或其他黏接劑材料之固化引起的機械應力可導致OLED顯示器堆疊之機械變形且產生可對於使用者可見的假影。機械應力隔離層993及黏接層994可為定位於顯示器965與超音波指紋感測器系統995之間的多功能膜之部分。在一些實施中，用於附接或接合至顯示器965之黏接層994可包括壓敏式黏接劑(PSA)或環氧樹脂。在一些實施中，機械應力隔離層993可包括塑膠材料，諸如PET、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)或聚醯亞胺。在一些實施中，用於機械應力隔離層993中之材料可經選擇以使與OLED顯示器堆疊中之材料的熱膨脹係數失配最小化。在一些實施中，黏接層992可設置為下伏於機械應力隔離層993。舉例而言，此黏接層992可包括結構黏接劑，諸如熱固化環氧樹脂或UV可固化環氧樹脂。機械應力隔離層993可關於材料及厚度進行選擇以在超音波指紋感測器系統995附接或接合至顯示器965之後即限制應力在超音波指紋感測器系統995與顯示器965之間的轉移。雖然圖9A至圖9B展示無孔光阻斷層955、薄電屏蔽層960及機械應力隔離層993為離散層，但應理解，機械應力隔離層993可與無孔光阻斷層955及薄電屏蔽層960中之一者或兩者經整合為單一層或單一材料。

多功能膜可包括無孔光阻斷層955及薄電屏蔽層960，使得超音波指紋感測器系統995以超音波方式與顯示器965(例如，OLED顯示器)耦接，允許超音波通過顯示器965自超音波指紋感測器系統995通過，消除或減小可見光至超音波指紋感測器系統995之傳輸，且消除或減小至超音波指紋感測器系統995的電雜訊。在一些實施中，多功能膜可包括機械應力隔離層993上方之黏接層994，使得超音波指紋感測器系統995消除或減小應力(例如，層壓應力)，該等應力可由附接或接合超音波指紋感測器系統995引入或可由邊緣密封施加製程引入。舉例而言，超音波指紋感測器系統995可層壓於顯示器965上，同時使可使顯示器965之外觀及效能失真的層壓應力最小化。黏接層994亦可允許容易地再加工、替換並修整超音波指紋感測器系統995及顯示器965。在一些實施中，短小突出部或延伸部可包括於黏接層994或機械應力隔離層993中之一或多者上以允許自顯示器965剝離並移除超音波指紋感測器系統995而不引起對顯示器965的裝飾或功能損害。黏接層994可為可再加工的，且經組態以允許超音波指紋感測器系統995與顯示器965分離。在一些實施中，黏接層994可為壓敏式黏接層以准許易於再加工。在一些實施中，黏接層994可包括諸如熱塑性油墨的環氧樹脂類黏接劑。熱塑性油墨可經組態以溶解於合適有機溶劑中，藉此允許超音波指紋感測器系統995與顯示器965之間的分離以易於再加工。應理解，作為再加工製程之部分將超音波指紋感測器系統995附接至顯示器965之背側上或替換該顯示器可強加類似監督以避免間隙、粒子、空隙及其他不利特徵，前述各者可妨礙超音波影像資訊之輸送並減小信號完整性。

機械應力隔離層993可安置於超音波指紋感測器系統995上方或上。在一些實施中，機械應力隔離層993之表面區域延伸超出超音波指紋感測器系統995的機械應力隔離層993附接或接合至的表面。如圖9B中所示，機械應力隔離層993可延伸超出超音波指紋感測器系統995之周邊。在一些實施中，機械應力隔離層993可橫跨顯示器965之整個顯示區域且在一些實施中橫越至顯示器965之邊緣。經延伸區域提供用於外殼或蓋子的平台，使得超音波指紋感測器系統995可受到保護並圍封。經延伸區域亦提供邊緣密封件991之區域以圍繞感測器及感測器基板970之側壁形成以為了超音波指紋感測器系統995之改良的可靠性於在OLED堆疊中不引起影像假影情況下保護且封裝超音波指紋感測器系統995。在一些實施中，機械應力隔離層993提供用於感測器至顯示器層壓之實質上平坦的表面。在一些實施中，機械應力隔離層993允許超音波指紋感測器系統995被封裝，使得其可藉由薄層(例如，變薄的玻璃及矽基板)處置且經處置從而附接或接合至玻璃、塑膠、金屬或其他材料。

圖10A展示根據一些實施之實例裝置1000的橫截面示意圖，該實例裝置包括下伏於顯示器1065之超音波指紋感測器系統1095及自超音波指紋感測器系統1095起的聲學路徑1050。如上文所述，超音波指紋感測器系統1095可包括感測器基板1070、耦接至感測器基板1070之壓電收發器層1080、收發器電極層1085、鈍化層1090及耦接至感測器基板1070之FPC 1075。超音波指紋感測器系統1095可經組態以在通過顯示裝置1000之顯示器1065之聲學路徑1050中傳輸並接收超音波，其中超音波指紋感測器系統1095下伏於顯示裝置1000之顯示器1065。自超音波指紋感測器系統1095傳輸之超音波中的至少一些可藉由定位於顯示器1065、觸控式螢幕、壓板或防護玻璃罩1005之外表面上的物件1030(例如，手指)反射回。聲學路徑1050可藉由超音波至且自超音波指紋感測器系統1095之傳播界定，其允許諸如手指之物件1030與顯示器1065之外表面、觸控式螢幕、壓板或防護玻璃罩1005接觸以被成像。為了整合顯示器1065與下伏超音波指紋感測器系統1095，多功能膜1055可定位於超音波指紋感測器系統1095與顯示器1065之間，使得多功能膜1055係在聲學路徑1050中。在一些實施中，多功能膜1055包括光阻斷層、電屏蔽層、黏接層及機械應力隔離層中之一或多者，前述各者中之一或多者係在聲學路徑1050中。在一些實施中，光阻斷層、電屏蔽層、機械應力隔離層及機械應力隔離層與顯示器1065之間的黏接層中的每一者定位於聲學路徑1050中。

圖10B展示根據一些其他實施之實例裝置1000的橫截面示意圖，該實例裝置包括下伏於顯示器1065之超音波指紋感測器系統1095及自超音波指紋感測器系統1095起的聲學路徑1050。在圖10B中，多功能膜1055可藉由將超音波指紋感測器系統1095連接至顯示器1065之黏接層1060替換。在一些實施中，黏接層1060包括環氧樹脂或壓敏式黏接劑。環氧樹脂可包括環氧樹脂類黏接劑，其中環氧樹脂類黏接劑可包括經組態以溶解於合適有機溶劑中的熱塑性油墨。在一些實施中，黏接層1060可提供除將超音波指紋感測器系統1095黏著至顯示器1065之外的功能，包括機械應力隔離度及光阻斷功能。

機械應力隔離層可根據如圖11A至圖11F、圖12A至圖12F以及圖13A至圖13B中所展示之各種實施與超音波指紋感測器系統整合。圖11A至圖11F展示根據一些實施的處於「接收器向下」定向之各種實例超音波指紋感測器系統1100的橫截面示意圖。圖12A至圖12F展示根據一些實施的處於「接收器向上」定向之各種實例超音波指紋感測器系統1200的橫截面示意圖。超音波指紋感測器系統可定向於「接收器向下」定向或「接收器向上」定向。在「接收器向下」定向中，壓電收發器層下伏於感測器基板，使得感測器基板係處於聲學路徑中。FPC可耦接至感測器基板，使得FPC在「接收器向下」定向中下伏於感測器基板。在「接收器向上」定向中，壓電收發器層上覆於感測器基板，使得感測器基板不在聲學路徑中。確切而言，收發器電極層及鈍化層處於聲學路徑中。FPC可耦接至感測器基板，使得FPC在「接收器向上」定向中上覆於感測器基板。

在圖11A至圖11F中，超音波指紋感測器系統1100中之每一者包括感測器基板1130、壓電收發器層1140、收發器電極層1145、鈍化層1150(除在圖11F中外)，及耦接至感測器基板1130的FPC 1120。壓電收發器層1140可包括壓電材料，其經組態以在施加電壓之後傳輸超音波。合適壓電材料之實例包括PVDF或PVDF-TrFE共聚物。在一些實施中，壓電材料經組態以接收超音波且產生表面電荷，該表面電荷經提供至安置於感測器基板1130中或上的感測器像素電路。感測器基板1130可包括複數個感測器像素電路1135，諸如感測器像素電路之TFT陣列。感測器基板1130上之感測器像素電路1135可放大或緩衝所產生之表面電荷以提供電輸出信號至FPC 1120或控制系統(圖中未示)。處於「接收器向下」定向之超音波指紋感測器系統1100包括收發器電極層1145，其下伏於壓電收發器層1140且耦接至壓電收發器層1140。在一些實施中，收發器電極層1145可包括金屬化電極，其可經接地或偏壓以控制哪些信號可以產生以及哪些經反射信號可傳遞至安置於感測器基板1130上之複數個感測器像素電路1135。處於「接收器向下」定向之超音波指紋感測器系統1100可包括下伏於收發器電極層1145或收發器電極層1145之至少數個部分的鈍化層1150。鈍化層1150可包括諸如氮化矽、二氧化矽、苯并環丁烯(BCB)、聚醯亞胺之電絕緣材料，諸如加熱固化環氧樹脂、UV可固化樹脂、丙烯類、環氧樹脂的熱固化材料，或者其他合適材料之一或多個層以提供對下伏電極、壓電收發器層1140、互連件、電跡線、電及電子組件及電子電路的保護。鈍化層1150之厚度可經選擇以使超音波指紋感測器系統1100之效率最大化。在一些實施中，鈍化層1150可被列印、噴塗或層壓於收發器電極層1145的外部部分上。

在圖11A至圖11F中之超音波指紋感測器系統中之每一者中，機械應力隔離層1110在「接收器向下」定向中可安置於感測器基板1130上方。雖然機械應力隔離層1130在圖11A至圖11F中展示為獨立且離散的層，但應理解，圖9A中之無孔光阻斷層955或圖10中之多功能膜1055除展示於圖11A至圖11F中之機械應力隔離層1110外或在對該機械應力隔離層的替代例中可充當機械應力隔離層。

在圖11A至圖11D中之超音波指紋感測器系統1100中的每一者中，機械應力隔離層1110定位於兩個黏接層1105、1125之間。在一些實施中，定位於機械應力隔離層1110與顯示器(圖中未示)之間的第一黏接層1105可包括壓敏式黏接劑。在一些實施中，機械應力隔離層1110與感測器基板1130之間的第二黏接層1125可包括結構黏接劑，諸如熱固化環氧樹脂。邊緣密封件1115可設置於機械應力隔離層1110上且超音波指紋感測器系統1100之側面周圍，且在一些實施中在背側上以密封且保護超音波指紋感測器系統1100作為封裝體。邊緣密封件1115可用來保護超音波指紋感測器系統1100免受周圍環境、濕氣進入及外力影響。在一些實施中，邊緣密封件1115可包括熱固化環氧樹脂。機械應力隔離層1110啟用邊緣密封件1115，使得邊緣密封件1115並不直接附接或接合至顯示器，此舉可以其他方式引起賦予至顯示器之應力及失真。

圖11A如圖所示並不包括下伏於超音波指紋感測器系統1100之鈍化層1150的額外背層或結構。在此組態中，空氣充當有效背層。然而，空氣背層可提供對與其他組件之無意接觸的不充分保護，此舉可導致與超音波成像之干擾及對感測器系統1100的潛在機械損害。在圖11B中，超音波指紋感測器系統進一步包括發泡體背層1155 (亦被稱作「發泡體襯墊物」或「發泡體層」)以及相對於圖11A之超音波指紋感測器系統1100下伏於發泡體背層1155的加強桿1160。在一些實施中，超音波指紋感測器系統1100包括加強桿1160及下伏於發泡體背層1155之電屏蔽件。可為不鏽鋼或在一些實施中鋁之衝壓層的加強桿1160可經電接地以提供有效電屏蔽件。

發泡體背層1155可具有極其靠近於空氣且實質上低於壓電收發器層1140之聲學阻抗，使得聲波傳輸至發泡體背層1155及後續層中被顯著地減小。發泡體背層1155可具有實質上不同於壓電收發器層1140的聲學阻抗。發泡體背層1155與壓電收發器層1140之間的聲學阻抗失配實質上不同。貫穿本發明關於聲學阻抗的術語「實質上不同」指比進行比較之聲學阻抗值大於或小於至少五倍、至少八倍、至少十倍或至少100倍的聲學阻抗值。以該方式，發泡體背層1155可提供傳播超音波的全反射或幾乎全反射。此外，發泡體背層1155可提供用於保護超音波指紋感測器系統1100的機械支撐件及襯墊。當外力自觸控感測器之背側的其他組件或物件施加至超音波指紋感測器系統1100時，聲能可失去，除非提供發泡體背層或其他保護件(例如，感測器外殼及空氣空腔)。關於發泡體背層1155之細節進一步關於圖13A至圖13B來論述。

在圖11B中，加強桿1160可充當蓋子，且可耦接至超音波指紋感測器系統1100之背側。在一些實施中，加強桿1100可包含晶圓、基板、面板、子基板，或者一或多個塑膠、金屬、玻璃或矽層。在一些實施中，加強桿1160可具有高撓曲模數及機械強度以結構且環境上保護超音波指紋感測系統1100。發泡體背層1155及加強桿1160可組合以提供密封感測器系統1100免受外部濕氣影響且為了較高可靠性改良濕氣保護的能力。在一些實施中，空氣背層可與發泡體背層1155組合且定位於收發器電極層1145與加強桿1160之間以提供額外聲學隔離。

在圖11C中，超音波指紋感測器系統1100相對對於圖11A之超音波指紋感測器系統1100進一步包括加強桿1160及空腔1165。空腔1165可為界定於超音波指紋感測器系統1100之加強桿1160與鈍化層1150之間的氣隙。一或多個間隔物可用以控制間隙高度或空腔1165之高度。空腔1165形成空氣背層，該背層可提供與壓電收發器層1140、收發器電極層1145及鈍化層1150之實質聲學阻抗失配，使得空腔1165可提供傳播超音波之全反射或幾乎全反射。電屏蔽件可與加強桿1160一起進一步設置於超音波指紋感測器系統1100之背側上。在一些實施中，加強桿1160可經電接地且充當電屏蔽件。

在圖11D中，超音波指紋感測器系統1100相對對於圖11A之超音波指紋感測器系統1100進一步包括感測器外殼1170及空腔1165。空腔1165在超音波指紋感測器系統1100之感測器外殼1170與至少鈍化層1150之間形成氣隙或空氣背層(亦被稱作「空氣襯墊物」)。在一些實施中，感測器外殼1170包括一或多個塑膠或金屬層。感測器外殼1170可安置於機械應力隔離層1110上以提供超音波指紋感測器系統1100之囊封。電屏蔽件可連同感測器外殼1170設置於超音波指紋感測器系統1100之背側上。如關於圖11C所描述，加強桿可電接地且充當電屏蔽件。加強桿可經包括作為感測器外殼1170之部分，或包括在該感測器外殼1170上。

在展示於圖11E至圖11F中之超音波指紋感測器系統1100中，機械應力隔離層1110可作為模製結構形成於超音波指紋感測器系統1100周圍。替代定位於機械應力隔離層1110與感測器基板1130之間的黏接層且替代在「接收器向下」定向中超音波指紋感測器系統1100周圍的邊緣密封件，機械應力隔離層1110可經模製以包圍超音波指紋感測器系統1100作為封裝。因此，機械應力隔離層1110形成於超音波指紋感測器系統1100之前側、邊緣及背側上。在一些實施中，空腔可在感測器作用中區域後方形成於模製機械應力隔離層1110中以充當用於改良之聲學隔離的空氣背層。

在圖11E中，超音波指紋感測器系統1100包括下伏於鈍化層1150之發泡體背層1155。發泡體背層1155可提供機械功能(例如，襯墊)及聲學功能(例如，超音波之反射)中之一或兩者。電屏蔽件1175可安置於超音波指紋感測器系統1100之背側上，其中背側上之機械應力隔離層1110定位於電屏蔽件1175與發泡體背層1155之間。在一些實施中，空氣背層可與發泡體背層1155組合，且兩者定位於收發器電極層1145與模製機械應力隔離層1110之背側部分之間以提供額外聲學隔離。

在圖11F中，超音波指紋感測器系統1100包括下伏於背側上之機械應力隔離層1110的電屏蔽件1175。然而，與圖11E形成對比，超音波指紋感測器系統1100並不包括發泡體背層或鈍化層。在一些實施中，空氣背層可在感測器作用中區域後方形成於模製機械應力隔離層1110中。

在圖12A至圖12F中，超音波指紋感測器系統1200中之每一者係處於「接收器向上」定向，且類似於圖11A至圖11F中所展示包括感測器基板1230、壓電收發器層1240、收發器電極層1245、鈍化層1250及耦接至感測器基板1230的FPC 1220。類似於展示於圖11A至圖11D中之組態，機械應力隔離層1210可定位於至少兩個黏接層1205、1225之間，如圖12A至圖12D中所展示。類似於展示於圖11E至圖11F中之組態，機械應力隔離層1210可在超音波指紋感測器系統1200周圍模製，如圖12E至圖12F中所展示。

處於「接收器向上」定向的超音波指紋感測器系統1200包括壓電收發器層1240，其耦接至感測器基板1230且上覆於該感測器基板，其中複數個感測器像素電路1235安置於感測器基板上。收發器電極層1245可耦接至壓電收發器層1240且上覆於該壓電收發器層，且鈍化層1250可上覆於收發器電極層1245或收發器電極層1245的至少數個部分。在圖12B中，發泡體背層1255連同加強桿1260及電屏蔽件中之一者或兩者在超音波指紋感測器系統1200之背側處下伏於感測器基板1230。在圖12C中，空腔1265以及加強桿1260及電屏蔽件中之一者或兩者在超音波指紋感測器系統1200之背側處下伏於感測器基板1230。在圖12D中，空腔1265以及外殼1270及電屏蔽件中之一者或兩者在超音波指紋感測器系統1200之背側處下伏於感測器基板1230。在圖12E中，機械應力隔離層1210可模製於超音波指紋感測器系統1200周圍，其中發泡體背層1255下伏於感測器基板1230且電屏蔽件1275在超音波指紋感測器系統1200之背側處下伏於機械應力隔離層1210。在圖12F中，機械應力隔離層1210可模製於超音波指紋感測器系統1200周圍，其中電屏蔽件1275在超音波指紋感測器系統1200之背側處下伏於機械應力隔離層1210。不存在發泡體背層1255。在一些實施中，空腔可在感測器作用中區域後方形成於模製應力隔離材料中以充當空氣背層。在展示於圖12B至圖12D中之實施中，加強桿1260可經電接地且充當電屏蔽件。在展示於圖12E至圖12F中之實施中，電屏蔽件1275可經電接地且充當機械加強桿。

圖13A至圖13B展示根據一些實施的包括發泡體背層1355之各種實例超音波感測器系統1300的橫截面示意圖。圖13A至圖13B中之超音波感測器系統1300係處於「接收器向下」定向，儘管應理解，發泡體背層1355可亦設置為處於「接收器向上」定向。超音波感測器系統1300包括至少感測器基板1330、耦接於感測器基板1330之壓電收發器層1340、耦接至壓電收發器層1340之收發器電極層1345、鈍化層1350及耦接至感測器基板1330的FPC 1320。在圖13A至圖13B中，多功能膜1310可定位於超音波感測器系統1300與顯示器1301之間。多功能膜1310可包括機械應力隔離層、無孔光阻斷層及薄電屏蔽層中的一或多者。在一些實施中，機械應力隔離層、無孔光阻斷層及薄電屏蔽層可經整合作為單層或單一材料。多功能膜1310可定位於至少兩個黏接層1305、1325之間從而附接或接合至超音波感測器系統1300以及附接或接合至顯示器1301。邊緣密封件1315可設置於超音波感測器系統1300周圍，且安置於多功能膜1310上。

在圖13A至圖13B中，發泡體背層1355在背側處下伏於超音波感測器系統1300。在一些實施中，發泡體背層1355可經由黏接層1353附接或接合至鈍化層1350。在一些實施中，黏接層1353可包括壓敏式黏接劑。具有氣袋之發泡體背層1355可足夠多孔以提供超音波之全反射或幾乎全反射。在一些實施中，發泡體背層1355厚度可介於約10 µm與約500 µm之間，或約50 µm與約200 µm之間。在一些實施中，發泡體背層1355可包括實質上不透明之聚合物材料，諸如實質上不透明的聚丙烯發泡體材料。舉例而言，實質上不透明之聚丙烯發泡體材料可為藉由日本大阪日東電工株式會社製造的SCF-400系列發泡體材料中之一者。用於發泡體背層1355中之封閉氣室式發泡體或半封閉氣室式發泡體允許改良之邊緣密封件及聲學效能在於，邊緣封閉劑受到約束而不能進入發泡體並不能變更發泡體背層1355的聲學阻抗。

在圖13A中，加強桿1360及電屏蔽件中之一者或兩者下伏於發泡體背層。加強桿1360及電屏蔽件中之一者或兩者可經由黏接層1357附接或接合至發泡體背層1355。在圖13B中，塑膠層1365下伏於發泡體背層1355，且金屬層1370下伏於塑膠層1365。塑膠層1365經由黏接層1357附接或接合至發泡體背層1355。

愈來愈多之電子裝置包括與可撓性顯示器裝置及可撓性電子件相容的材料。顯示裝置中有機材料之併入可引入機械可撓性至裝置。在一些實施中，超音波感測器系統如本文中所描述可實施為可撓性超音波感測器系統。在一些實施中，可撓性超音波感測器系統可包括可撓性基板，該可撓性基板包括聚合物材料，諸如聚醯亞胺、PEN或PET。在一些實施中，可撓性基板可包括薄的不鏽鋼層、不鏽鋼箔、變薄之玻璃、變薄之矽、薄膜矽或其他可撓性材料。可撓性基板之厚度可低於約250 µm，且在一些實例中低於約100 µm，且在一些實例中介於約50 µm與約100 µm之間，其中TFT或CMOS電路形成於可撓性基板中或上。可撓性基板可適合於與可撓性顯示器、曲面顯示器、曲面防護玻璃罩及新興2.5D及三維顯示器一起使用。可撓性基板可允許超音波感測器系統覆蓋顯示器的整個作用中區域或基本上整個作用中區域。

圖14A展示根據一些實施的處於「接收器向上」定向之實例可撓性超音波感測器系統1495的橫截面示意圖。可撓性超音波感測器系統1495下伏於顯示器1465，其中黏接劑1494定位於可撓性超音波感測器系統1495與顯示器1465之間。在一些實施中，黏接劑1494可為壓敏式黏接劑或環氧樹脂類黏接劑。顯示器1465可下伏於壓板或防護玻璃罩1405。在一些實施中，顯示器1465可包括OLED顯示器或AMOLED顯示器，或亦被稱作可撓性OLED顯示器的pOLED(塑性OLED)。在一些實施中，電屏蔽層1460可定位於顯示器1465與黏接劑1494之間。舉例而言，電屏蔽層1460可包括諸如金屬塗層的導電材料。在一些實施中，光阻斷層1455可定位於顯示器1465與黏接劑1494之間。

處於「接收器向上」定向之可撓性超音波感測器系統1495可包括上面安置有複數個感測器像素電路1496的可撓性基板1470。壓電收發器層1480可耦接至可撓性基板1470且安置於該可撓性基板上。電極層1485可耦接至壓電收發器層1480且安置於該壓電收發器層上，且鈍化層1490安置於電極層1485的至少一部分上。FPC 1475可電且機械地耦接至可撓性基板1470。可撓性超音波感測器系統1495可進一步包括可撓性超音波感測器系統1495之背側上的可選背層1492。背層1492可包括光學不透明層及導電阻斷層中的一者或兩者以提供光阻斷功能及/或電屏蔽功能。

強傳輸側壓力波之產生可促使可撓性超音波感測器系統1495為有效的。強傳輸側壓力波可藉由設計膜堆疊來產生，該等膜堆疊具有用於反射超音波之強聲學阻抗失配介面。強聲學壓力產生超音波的較大反射，從而改良超音波成像的質量。數個材料層之間的強聲學阻抗失配可導致超音波之全反射或幾乎全反射。作為一實例，空氣與塑膠之間的界面產生低聲學阻抗失配，而空氣與金屬或玻璃之間的界面產生高聲學阻抗失配。

具有高聲學阻抗值之層或材料本文中可被稱作「硬質」材料，且具有低聲學阻抗值之層或材料本文中可被稱作「軟性」材料。聲學阻抗值可以兆瑞利為單位來量測。以下表1列出一系列材料及其聲學阻抗值。高聲學阻抗值可大於約5.0兆瑞利，且低聲學阻抗值可介於約0.0兆瑞利與約5.0兆瑞利之間。大體而言，金屬、陶瓷及玻璃可被認為是具有高聲學阻抗值；塑膠及聚合物可被認為是具有低聲學阻抗值；且空氣可被認為是具有極低聲學阻抗值。表 1

在圖14A及圖14B中，可撓性基板1470與層1410、1415、1420、1425、1430、1435及1445之間的聲學阻抗失配可能並不充足或顯著到足以產生強傳輸側壓力波。鑒於非可撓性超音波感測器系統可包括諸如鄰近於壓電收發器層1480之玻璃的「硬質」基板材料，可撓性超音波感測器系統1495可藉由在壓電收發器層1480與顯示器1465之間及/或在壓電收發器層1480與可撓性超音波感測器系統1495之背側之間併有「硬質」材料來補償。併有具有高聲學阻抗值的層來產生強聲學阻抗失配可促進強傳輸側壓力波的產生。在一些實施中，具有高聲學阻抗值之層可係在顯示器1465與壓電收發器層1480之間。此外或在替代例中，具有高聲學阻抗值之層可係在壓電層1480與可撓性超音波感測器系統1495之背側之間。

在圖14A中，在一些實施中，光阻斷層1455可包括具有高聲學阻抗值之材料。在一些實施中，電屏蔽層1460可包括具有高聲學阻抗值之材料。光阻斷層1455及電屏蔽層1460中之一者或兩者可在與黏接劑1494或壓電收發器層1480之界面處提供高聲學阻抗失配。黏接劑1494及/或壓電收發器層1480可包括具有低聲學阻抗值的「軟性」材料。在一些實施中，電極層1485可包括具有高聲學阻抗值之材料。電極層1485可在與壓電收發器層1480之界面處提供高聲學阻抗失配。具有高聲學阻抗值之材料的實例在上文展示，該等材料可包括但不限於銅、電鍍電極或類似於銀墨的填充材料。高聲學阻抗值可導致實質上足以導致超音波之全反射或幾乎全反射的聲學阻抗失配。

在一些實施中，背層1492可具有高聲學阻抗。因此，下伏於可撓性基板1470為具有高聲學阻抗的層，其提供與一或多個鄰近層或材料(例如，空氣)之實質聲學阻抗失配。舉例而言，在背層1492形成與空氣之界面處，聲學阻抗失配可實質上足以導致超音波的全反射或幾乎全反射。一般言之，界面處之空氣提供用於反射超音波的易得邊界條件。

圖14B展示根據一些實施的處於「接收器向下」定向之實例可撓性超音波感測器系統1495的橫截面示意圖。可撓性超音波感測器系統1495下伏於顯示器1465，其中黏接劑1494定位於可撓性超音波感測器系統1495與顯示器1465之間。在一些實施中，黏接劑1494可為壓敏式黏接劑或環氧樹脂類黏接劑。顯示器1465可下伏於壓板或防護玻璃罩1405。在一些實施中，顯示器1465可包括OLED顯示器或AMOLED顯示器。在一些實施中，電屏蔽層1460可定位於顯示器1465與黏接劑1494之間。舉例而言，電屏蔽層1460可包括諸如金屬塗層的導電材料。在一些實施中，光阻斷層1455可定位於顯示器1465與黏接劑1494之間。

處於「接收器向下」定向之可撓性超音波感測器系統1495可包括可撓性基板1470，其在可撓性基板1470之背離顯示器1465之側面上安置有複數個感測器像素電路1496。壓電收發器層1480可耦接至可撓性基板1470且下伏於該可撓性基板。電極層1485可耦接至壓電收發器層1480且下伏於該壓電收發器層，且鈍化層1490可下伏於電極層1485之至少一部分。FPC 1475可耦接至可撓性基板1470且下伏於該可撓性基板。可撓性超音波感測器系統1495可進一步包括可撓性超音波感測器系統1495之背側上的可選背層1492。背層1492可包括光學不透明層及導電阻斷層中的一者或兩者以提供光阻斷功能及/或電屏蔽功能。

在圖14B中，在一些實施中，光阻斷層1455可包括具有高聲學阻抗值之材料。在一些實施中，電屏蔽層1460可包括具有高聲學阻抗值之材料。光阻斷層1455及電屏蔽層1460中之一者或兩者可在與黏接劑1494或可撓性基板1470之界面處提供高聲學阻抗失配。黏接劑1494及/或可撓性基板1470可包括具有低聲學阻抗值的「軟性」材料。在一些實施中，像素電路1496之陣列可電鍍或塗佈有金屬或「硬質」材料，該金屬或「硬質」材料具有高聲學阻抗值以在與壓電收發器層1480之界面處提供高聲學阻抗失配。在一些實施中，可撓性基板1470與黏接劑1494之間的層(圖中未示)可包括具有高聲學阻抗值之材料。具有高聲學阻抗值之材料的實例在上文予以展示，其可包括但不限於銅、電鍍電極或類似於銀墨的填充材料。高聲學阻抗值可導致實質上足以導致超音波之全反射或幾乎全反射的聲學阻抗失配。

下伏於壓電收發器層1480可為「硬質」材料的一或多個層。在一些實施中，電極層1485可包括具有高聲學阻抗值之材料。電極層1485可在與壓電收發器層1480之界面處提供高聲學阻抗失配。在一些實施中，背層1492可具有高聲學阻抗。因此，下伏於壓電收發器層1480為具有高聲學阻抗之層，其提供與一或多個鄰近層或材料(例如，空氣)的實質聲學阻抗失配。舉例而言，在背層1492形成與空氣之界面處，聲學阻抗失配可實質上足以導致超音波的全反射或幾乎全反射。

可撓性超音波感測器系統啟用大面積感測器的產生。在一些實施中，可撓性基板橫跨顯示器之整個作用中區域。在一些實施中，感測器像素電路之TFT陣列及壓電收發器層橫跨顯示器之整個作用中區域。安置於可撓性基板上之壓電收發器層及複數個感測器像素電路不必經區域化至顯示器之特定區域。確切而言，壓電收發器層及複數個感測器像素電路安置於上面之基板可橫跨顯示器。可撓性超音波感測器系統相較於剛性基板至少部分歸因於易於層壓可撓性基板而可覆蓋顯示器之整個作用中區域。經由獲取及鑑認指紋影像來鑑認使用者不必在顯示器之特定區處執行，從而允許在顯示裝置之顯示器上任何地方的連續鑑認。

圖15展示「軟」及「硬」基板中且運用上覆及/或下伏於「軟」基板之不同層反射的聲學信號之模擬資料。圖15中之資料展示依據傳輸器頻率經由一系列材料反射之聲學信號的百分數。系列材料中之每一者包括至少一基板材料、電極材料及鈍化材料。系列材料中之每一者進一步包括壓電材料。圖15中由銅製成之電極材料厚度為9 µm或15 µm。圖15中之鈍化材料厚度為0.1 µm或12.5 µm。圖15中之「參考」資料展示玻璃基板、矽基板及不鏽鋼基板中反射之聲學信號的百分數。「參考」資料中經反射聲學信號之百分數為相對高的，特別是對於玻璃基板及矽基板而言。

系列材料按「接收器向下」定向配置之PET基板的經反射聲學信號之百分數被減小。在PET基板上添加電鍍金屬實質上增大「接收器向下」定向中經反射聲學信號的百分數，其中電鍍金屬包括12.5µm之銅或5 µm之銅。然而，在顯示器與PET基板之間添加金屬膜的確不增大反射聲學信號之百分數。當系列材料按「接收器向上」定向配置時，PET基板的經反射聲學信號之百分數為相對高的。在不受任何理論限制的情況下，在「接收器向上」定向上與電極層之界面及與空氣的界面提供實質聲學失配，該實質聲學阻抗失配提供聲學信號的較大反射。

圖16A至圖16D展示各種實例裝置1600之橫截面示意圖，該等實例裝置包括顯示器1610且併有光阻斷層1615、電屏蔽層1620及下伏於顯示器1610之超音波感測器系統1630。圖16A至圖16D中不同實施中的每一者表示修改或製造顯示器1610以附接或接合至下伏於顯示器1610之超音波感測器系統1630的不同方式。

在圖16A中，顯示器可包括作為第二光阻斷層1625之多孔黑色發泡體及作為第二電屏蔽層1635之厚銅條帶。多孔黑色發泡體及厚的銅條帶之至少一部分可經移除以形成切開區從而暴露顯示器1610的背側。諸如無孔不透光塑膠材料之第一光阻斷層1615可接合至顯示器1610之背側。諸如薄金屬層或金屬化塑膠之第一電屏蔽層1620可接合至第一光阻斷層1615的背側。如本文中在圖8B、圖9B、圖10A至圖10B、圖11A至圖11F、圖12A至圖12F、圖13A至圖13B及圖14A至圖14B中較早描述之超音波感測器系統1630可接合至第一電屏蔽層1620之背側。

在圖16B中，作為第二光阻斷層1625之多孔黑色發泡體及作為第二電屏蔽層1635之厚銅條帶整個被移除或從未設置於顯示器1610之背側上。在此等實施中，諸如無孔不透光塑膠材料之第一光阻斷層1615可直接接合至顯示器1610的背側。諸如薄金屬層或金屬化塑膠層之第一電屏蔽層1620可結合至第一光阻斷層1615之背側。第一光阻斷層1615及第一電屏蔽層1620不必區域化至顯示器1610中之區域，而是可橫跨顯示器1610的整個作用中區域。如本文中在圖8B、圖9B、圖10A至圖10B、圖11A至圖11F、圖12A至圖12F、圖13A至圖13B及圖14A至圖14B中較早描述之超音波感測器系統1630可接合至第一電屏蔽層1620之背側。

在圖16C中，多孔黑色發泡體及厚銅條帶可具備第一光阻斷層1615及第一電屏蔽層1620或之後將第一光阻斷層1615及第一電屏蔽層1620接合至顯示器1610之背側。作為第二光阻斷層1625之多孔黑色發泡體及作為第二電屏蔽層1635之厚銅條帶可設置於第一電屏蔽層1620之數個部分上。如本文中在圖8B、圖9B、圖10A至圖10B、圖11A至圖11F、圖12A至圖12F、圖13A至圖13B及圖14A至圖14B中較早描述之超音波感測器系統1630可接合至第一電屏蔽層1620之背側。圖16C中之此配置可給予對與超音波感測器系統1630之光干擾及電干擾的額外保護。

在圖16D中，多孔黑色發泡體及厚銅條帶可具備第一光阻斷層1615及第一電屏蔽層1620或之後將第一光阻斷層1615及第一電屏蔽層1620接合至顯示器1610之背側。作為第二光阻斷層1625之多孔黑色發泡體及作為第二電屏蔽層1635的厚銅條帶可安置於第一電屏蔽層1620之背側上。不同於在圖16C中，圖16D中之多孔黑色發泡體及厚銅條帶在背側處覆蓋超音波感測器系統1630。如本文中在圖8B、圖9B、圖10A至圖10B、圖11A至圖11F、圖12A至圖12F、圖13A至圖13B及圖14A至圖14B中較早描述之超音波感測器系統1630可接合至第一電屏蔽層1620之背側。圖16D中之此配置可給予對與超音波感測器系統1630之光干擾及電干擾的額外保護。請注意，圖16A至圖16D中特徵的尺寸如在本發明中之其他地方一般可能並未按比例繪製。舉例而言，超音波指紋感測器系統1630之厚度可可觀地薄於多孔黑色發泡體且薄於顯示器堆疊中的層。

在一些實施中，支撐顯示器及電話總成中之其他電子組件的中間框架可經修改以充當超音波指紋感測器系統上方的保護性蓋子。保護性蓋子區可藉由多孔黑色發泡體層及具有用於超音波指紋感測器系統之切開區的黏接層支撐，且可在四個側及背部中之每一者處包圍超音波指紋感測器系統。選擇性組態之銅條帶層可包括於多孔黑色發泡體層與中間框架之間。中間框架可充當感測器外殼。中間框架可允許空腔或空氣背層形成於超音波指紋感測器系統與中間框架之內表面之間。中間框架可經勾畫輪廓、衝壓或以其他方式成形以提供顯示器與中間框架之間供超音波指紋感測器駐存的合適空腔區。在一些實施中，發泡體背層在有或無空氣背層情況下可包括於空腔區中。在一些實施中，開口可設置於電話中間框架中以容納超音波指紋感測系統及關聯層。在一些實施中，與超音波指紋感測系統相關聯之FPC的一部分可定位於中間框架之開口上方以提供感測系統之蓋子。

電屏蔽層、光阻斷層及機械應力隔離層中之一或多者可藉由在顯示器之背部處提供改良之熱耗散及更好溫度均一性而提供熱功能。熱可例如自顯示器之數個部分或自諸如行動裝置中電池的近旁組件非均一地產生。在一些實施中，定位於顯示器與超音波感測器系統之間的所選擇材料之單層或複合層可提供熱功能。舉例而言，除為了改良之顯示器效能的熱擴散及熱耗散功能，單一銅層可提供電屏蔽、光阻斷及應力隔離能力。在另一實例中，有或無其他電屏蔽層、光阻斷層或機械應力隔離層情況下的石墨烯層可提供熱功能。

一或多個聲學匹配層可包括於超音波指紋感測器系統中以使感測器堆疊內且感測器堆疊與OLED顯示器之間的聲學反射最小化。舉例而言，一或多個聲學匹配層可插入於以下各者中之任一者之間以改良感測器堆疊之聲學效能：鈍化層、壓電層、電極層、基板層、光阻斷層、電屏蔽層、機械應力隔離層、導熱層或黏接層。

圖17展示製造一設備之實例方法，該設備包括下伏於顯示器之超音波感測器系統。可以不同次序或在不同、較少或額外操作情況下執行程序1700。

在程序1700之區塊1710處，提供一種顯示裝置，其中顯示裝置包括壓板及下伏於該壓板之顯示器。在一些實施中，壓板可包括防護玻璃罩、透鏡蓋子，或顯示器之外部層，或任何關聯觸控式螢幕。在一些實施中，顯示器可包括OLED顯示器或AMOLED顯示器。在一些實施中，顯示器可包括黑色發泡體條帶層及顯示器之背側上的銅條帶層。

在程序1700之區塊1720處，黑色發泡體條帶層及銅條帶層之至少一部分視需要自顯示裝置移除。此可暴露顯示器之背側。在一些實施中，黑色發泡體條帶層足夠多孔以防止超音波之有效傳輸，且銅條帶層足夠厚以防止超音波的有效傳輸。

在程序1700之區塊1730處，光阻斷層、電屏蔽層、機械應力隔離層或其組合可接合至顯示器，其中電屏蔽層為導電的且接地。在一些實施中，接合光阻斷層、電屏蔽層及/或機械應力隔離層包括將光阻斷層、電屏蔽層及/或機械應力隔離層層壓至顯示器。舉例而言，光阻斷層、電屏蔽層及/或機械應力隔離層可使用卷對卷層壓而層壓至顯示器之背側。在一些實施中，光阻斷層實質上為不透明的，且為基本上無孔的。在一些實施中，電屏蔽層可包括厚度介於約0.05 µm與約10 µm或約0.1 µm與約6 µm之間的金屬或金屬化塑膠。在一些實施中，機械應力隔離層可包括塑膠材料。機械應力隔離層可下伏於黏接劑以減小可經賦予至顯示器及超音波感測器系統中之一者或兩者的應力。

在程序1700之區塊1740處，將一超音波感測器系統接合至該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合，其中該超音波感測器系統下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器及該壓板之一聲學路徑中傳輸並接收超音波，且其中該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合係在該聲學路徑中。在一些實施中，接合超音波感測器系統包括將超音波感測器層壓至光阻斷層、電屏蔽層及/或機械應力隔離層。舉例而言，超音波感測器系統可使用真空層壓來層壓。

超音波感測器系統可包括感測器基板、耦接至感測器基板之壓電收發器層、收發器電極層、鈍化層及耦接至感測器基板之FPC。在一些實施中，超音波感測器系統可進一步包括超音波感測器系統之背側上的一或多個背層，其中一或多個背層可包括導電及/或實質上光學不透明材料。

在一些實施中，光阻斷層及電屏蔽層中之至少一個可接合至顯示器之背側，使得超音波感測器系統自顯示器可拆卸(例如，可剝離)。拆離可在不損害超音波感測器系統或顯示器情況下發生。舉例而言，光阻斷層及電屏蔽層中之至少一者可經由黏接層接合至顯示器之背側，其中黏接層可包括壓敏式黏接劑或環氧樹脂類黏接劑。在一些實施中，超音波感測器系統可接合至光阻斷層及電屏蔽層中之至少一者，使得超音波感測器系統自顯示器可拆離。拆離可在不損害超音波感測器系統或顯示器情況下發生。舉例而言，超音波感測器系統可經由黏接層接合至光阻斷層及電屏蔽層中之至少一者，其中黏接層可包括壓敏式黏接劑或環氧樹脂類黏接劑。

圖18展示使用電容感測模式及超音波感測模式之實例，其中指紋感測器525定位於電子裝置505之顯示器510後方以喚醒電子裝置505。電子裝置505可包括控制器214，該控制器可切換感測器525以在電容感測模式與超音波感測模式之間操作。電子裝置505可初始地處於電子裝置505之顯示器510及應用程式處理器關斷之鎖定狀態或低功率休眠模式，如在時間1850處在圖18中所說明。當諸如手指515之物件使用電容感測模式及/或超音波感測模式在感測器525上或附近偵測到時，顯示器510之一部分可經接通以指示且高亮顯示指紋感測器定位的位置，如在時間1855於圖18中所說明。如圖18中所描繪，指示「將手指置放於此處以解鎖」之文字連同以圖形方式產生之環形圖標565展示，儘管已預期到經提供作為對使用者之導引以指示指紋感測器之位置的許多其他圖標及/或文字。電容及/或超音波感測模式可繼續使用，直至指紋515被成像，此時，影像資料可經分析，且電子裝置505在鑑認程序經成功地執行情況下解鎖。感測器525可在顯示器510之一部分下面定位，該顯示器可為LCD顯示器、OLED顯示器或其他類型之顯示器。在一些實施中，電子裝置505之觸控式螢幕的一或多個電極在以電容感測模式操作時可充當指紋感測器525之感測電極，從而允許在無指紋感測器525情況下來自顯示器510之非作用中部分的信號藉由該控制器電路520忽略，同時允許信號歸因於來自顯示器510之作用中部分的手指觸控藉由指紋感測器525被偵測到，從而進一步減小電子裝置505之無意喚醒。

圖19展示指紋感測器525定位於顯示器510之一部分後方的組態1900之側視圖。指紋感測器525定位於LCD或OLED顯示器510以及充當感測器525之壓板306的防護玻璃罩或觸控式螢幕下方。感測器525及關聯感測電極可經組態而以電容感測模式或超音波感測模式操作。在一些實施中，感測器525可定位於顯示器頂部、底部、邊緣或內部部分中的某處，其可包括LCD或OLED顯示器之TFT基板層1920及其他層1940。在其他實例中，感測器525可定位於顯示器510之全部的下面或後方。在其他實例中，感測器525可整合於顯示器TFT之基板層1920內。感測器525可與顯示器TFT基板整合，從而共用共同TFT基板，其中感測器525之作用中區域覆蓋顯示器之作用中區域的一些、皆不覆蓋作用中區域或覆蓋該作用中區域的全部。

圖20展示導引LCD或OLED顯示裝置之使用者將手指定位於LCD下或OLED下指紋感測器上方的方法2000之流程圖之實例。基於圖形顯示器之圖標可有助於顯示器下組態，此係由於可避免使用彩色油墨或其他永久性標誌來標記指紋感測器之位置，該指紋感測器可遮蔽顯示裝置 (例如，行動裝置或電子裝置)之使用者的檢視。在一些實施中，手指之存在在顯示器關斷時可藉由上覆顯示器之觸控式螢幕的電容感測電極偵測到。在一些實施中，專用感測電極作為超音波指紋感測器之部分或在該超音波指紋感測器附近可用以偵測手指之存在。在區塊2005中，使用者之定位於顯示器之表面上的手指可使用電容感測模式運用例如觸控式螢幕或專用感測電極來偵測。在區塊2010中，在偵測到手指之存在之後，指紋感測器圖標可在顯示器上照亮。在一些實施中，顯示器可經部分解鎖以顯示僅指紋感測器圖標或其他選擇性資訊以導引使用者。在一些實施中，顯示器之一部分在處於低功率模式時可經照亮，且圖標可經增強或其他選擇性資訊在偵測到手指時提供至使用者。在區塊2015處，手指可使用電容感測模式、超音波感測模式或電容感測模式及超音波感測模式兩者在指紋感測器上方於顯示器上偵測到。在區塊2020中，使用者可經鑑認，且顯示器被解鎖。在諸如使用OLED螢幕之替代性組態中，顯示器在使行動裝置保持鎖定可使用顯示像素之子集連續地展示指紋感測器圖標或其他選擇性資訊從而導引使用者。

如本文中所使用，提及項目之清單「中之至少一者」的片語指彼等項目之任何組合，包括單一成員。作為一實例，「a、b或c中之至少一者」意欲涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。

結合本文中所揭示之實施所描述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算程序可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。硬體與軟體之互換性已大體按功能性加以描述，且於上文所描述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及程序中加以說明。將此功能性實施於硬體抑或軟體中取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。

用於實施結合本文中所揭示之態樣而描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理設備可藉由通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其經設計以執行本文中所描述之功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器，或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器可經實施為計算裝置之組合，例如，一DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器、結合DSP核心之一或多個微處理器或任何其他此組態。在一些實施中，特定程序及方法可由特定於給定功能之電路來執行。

在一或多個態樣中，所描述之功能可以硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體、在本說明書中揭示之結構及其結構等效物或其任何組合實施。本說明書中所描述之標的物的實施可實施為一或多個電腦程式，亦即，電腦程式指令之一或多個模組，其編碼於電腦儲存媒體上以供資料處理設備執行或控制資料處理設備的操作。

若以軟體實施，則該等功能可作為一或多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀媒體(諸如，非暫時性媒體)上或經由電腦可讀媒體(諸如，非暫時性媒體)傳輸。本文中所揭示的方法或演算法之程序可以可駐留於電腦可讀媒體上之處理器可執行軟體模組實施。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒體及通信媒體(包括可經啟用以將電腦程式自一處轉移至另一處的任何媒體)兩者。儲存媒體可為可由電腦存取之任何可用媒體。作為實例且非限制，非暫時性媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置，或可用於以指令或資料結構之形式儲存所要程式碼且可由電腦存取的任何其他媒體。又，可將任何連接恰當地稱為電腦可讀媒體。如本文中所使用之磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟用雷射以光學方式再生資料。以上各者的組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。另外，方法或演算法之操作可作為程式碼及指令之一個或任何組合或集合駐存在機器可讀媒體及電腦可讀媒體上，該等媒體可併入至電腦程式產品中。

本發明中所描述之實施之各種修改對於具有一般技術者而言可為易於顯而易見的，且本文中所界定之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下應用於其他實施。因此，本發明並不意欲限於本文中所展示之實施，而是應符合與本文中所揭示之申請專利範圍、原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。詞語「例示性」在本文中獨佔地使用(若存在)，以意謂「充當實例、個例或說明」。本文中描述為「例示性」之任何實施不必解譯為比其他實施較佳或有利。

在單獨實施之情況下描述於此說明書中之某些特徵亦可在單個實施中以組合形式實施。相反，在單一實施之上下文中情況下所描述之各種特徵亦可單獨地在多個實施中或以任何合適子組合而實施。此外，儘管上文可將特徵描述為以某些組合起作用且甚至最初按此來主張，但來自所主張組合之一或多個特徵在一些狀況下可自該組合刪除，且所主張組合可係針對子組合或子組合之變化。

類似地，儘管在圖式中以特定次序來描繪操作，但不應將此理解為需要以所展示的特定次序或以順序次序執行此等操作，或執行所有所說明操作以達成合乎需要之結果。在某些情形下，多任務及並行處理可為有利的。此外，不應將在上述實施中之各種系統組件之分離理解為需要在所有實例中進行此分離，且應理解，所描述之程式組件及系統可大體上在單個軟體產品中整合在一起或經封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施係在以下申請專利範圍之範疇內。在一些情況下，申請專利範圍中所敍述之動作可以不同次序執行且仍達成所要結果。

應理解，除非明確地識別特定描述實施中之任一者中之特徵彼此不相容，或周圍上下文暗示其具有彼此排它性且不容易在互補及/或支援意義上組合，否則本發明之全部內容預期且設想到，彼等互補實例之特定特徵可經選擇性組合，以提供一或多個全面、但稍許不同之技術解決方案。因此應進一步瞭解，已僅藉助於實例給出以上描述，且細節修改可在本發明之範疇內進行。

100‧‧‧實例行動裝置

102‧‧‧殼體/外殼/機殼

104‧‧‧觸控式螢幕顯示器/觸敏式顯示器

106‧‧‧麥克風

108‧‧‧揚聲器

110‧‧‧機械按鈕

112‧‧‧視訊或靜態影像攝影機

114‧‧‧無線網路介面

116‧‧‧非無線介面

118‧‧‧超音波感測系統

200‧‧‧超音波感測系統

202‧‧‧感測器系統

204‧‧‧控制系統

206‧‧‧介面系統

210‧‧‧實例行動裝置

212‧‧‧超音波感測器陣列

214‧‧‧控制器

216‧‧‧介面

218‧‧‧影像處理模組

220‧‧‧處理器

222‧‧‧記憶體

224‧‧‧電源供應器

300‧‧‧實例超音波感測系統

302‧‧‧超音波傳感器

304‧‧‧基板

306‧‧‧壓板/蓋板/防護玻璃罩

308‧‧‧超音波傳輸器

310‧‧‧超音波接收器

312‧‧‧手指

314‧‧‧超音波反射

316‧‧‧脊紋

318‧‧‧谷紋

422‧‧‧壓電傳輸器層

424‧‧‧第一傳輸器電極

426‧‧‧第二傳輸器電極

432‧‧‧感測器像素電路

434‧‧‧基板

436‧‧‧壓電接收器層

438‧‧‧像素輸入電極

440‧‧‧接收器偏壓電極

442‧‧‧表面

450‧‧‧超音波收發器陣列

456‧‧‧壓電收發器層

460‧‧‧上覆收發器偏壓電極

505‧‧‧電子裝置

510‧‧‧顯示器

515‧‧‧手指

520‧‧‧控制器電路

525‧‧‧感測器

550‧‧‧時間

555‧‧‧時間

565‧‧‧環形圖標

605‧‧‧電子裝置

610‧‧‧顯示器

615‧‧‧手指

625‧‧‧感測器

700‧‧‧超音波感測器系統

705‧‧‧手指

710‧‧‧壓板

715‧‧‧電極層

720‧‧‧收發器層

725‧‧‧可撓性印刷電路(FPC)

730‧‧‧感測器外殼或蓋子

735‧‧‧空腔

740‧‧‧感測器基板

745‧‧‧感測器電路

750‧‧‧第三黏接劑

755‧‧‧邊緣封閉劑

760‧‧‧第一黏接劑

765‧‧‧第二黏接劑

805‧‧‧壓板

810‧‧‧薄膜層

815‧‧‧薄膜層

820‧‧‧薄膜層

825‧‧‧薄膜層

830‧‧‧薄膜層

835‧‧‧薄膜層

840‧‧‧像素

845‧‧‧薄膜層

850‧‧‧薄膜層

855‧‧‧背層

860‧‧‧背層

865‧‧‧顯示器

870‧‧‧感測器基板

875‧‧‧可撓性印刷電路(FPC)

880‧‧‧壓電收發器層

885‧‧‧收發器電極層

890‧‧‧鈍化層

895‧‧‧超音波指紋感測器系統

900‧‧‧實例裝置

905‧‧‧防護玻璃罩

910‧‧‧薄膜層

915‧‧‧薄膜層

920‧‧‧薄膜層

925‧‧‧薄膜層

930‧‧‧薄膜層

935‧‧‧薄膜層

945‧‧‧薄膜層

950‧‧‧薄膜層

955‧‧‧光阻斷層

960‧‧‧電屏蔽層

965‧‧‧顯示器

970‧‧‧感測器基板

975‧‧‧可撓性印刷電路(FPC)

980‧‧‧壓電收發器層

985‧‧‧收發器電極層

990‧‧‧鈍化層

991‧‧‧邊緣密封件

992‧‧‧黏接層

993‧‧‧機械應力隔離層

994‧‧‧黏接層

995‧‧‧超音波指紋感測器系統

1000‧‧‧實例裝置

1005‧‧‧防護玻璃罩

1030‧‧‧物件

1050‧‧‧聲學路徑

1055‧‧‧多功能膜

1060‧‧‧黏接層

1065‧‧‧顯示器

1070‧‧‧感測器基板

1075‧‧‧可撓性印刷電路(FPC)

1080‧‧‧壓電收發器層

1085‧‧‧收發器電極層

1090‧‧‧鈍化層

1095‧‧‧超音波指紋感測器系統

1100‧‧‧實例超音波指紋感測器系統

1105‧‧‧黏接層

1110‧‧‧機械應力隔離層

1115‧‧‧邊緣密封件

1120‧‧‧可撓性印刷電路(FPC)

1125‧‧‧黏接層

1130‧‧‧感測器基板

1135‧‧‧感測器像素電路

1140‧‧‧壓電收發器層

1145‧‧‧收發器電極層

1150‧‧‧鈍化層

1155‧‧‧發泡體背層

1160‧‧‧加強桿

1165‧‧‧空腔

1170‧‧‧感測器外殼

1175‧‧‧電屏蔽件

1200‧‧‧實例超音波指紋感測器系統

1205‧‧‧黏接層

1210‧‧‧機械應力隔離層

1220‧‧‧可撓性印刷電路(FPC)

1225‧‧‧黏接層

1230‧‧‧感測器基板

1240‧‧‧壓電收發器層

1245‧‧‧收發器電極層

1250‧‧‧鈍化層

1255‧‧‧發泡體背層

1260‧‧‧加強桿

1265‧‧‧空腔

1270‧‧‧外殼

1275‧‧‧電屏蔽件

1300‧‧‧實例超音波感測器系統

1301‧‧‧顯示器

1305‧‧‧黏接層

1310‧‧‧多功能膜

1315‧‧‧邊緣密封件

1320‧‧‧可撓性印刷電路(FPC)

1325‧‧‧黏接層

1330‧‧‧感測器基板

1340‧‧‧壓電收發器層

1345‧‧‧收發器電極層

1350‧‧‧鈍化層

1353‧‧‧黏接層

1355‧‧‧發泡體背層

1357‧‧‧黏接層

1360‧‧‧加強桿

1365‧‧‧塑膠層

1370‧‧‧金屬層

1405‧‧‧壓板或防護玻璃罩

1410‧‧‧層

1415‧‧‧層

1420‧‧‧層

1425‧‧‧層

1430‧‧‧層

1435‧‧‧層

1445‧‧‧層

1455‧‧‧光阻斷層

1460‧‧‧電屏蔽層

1465‧‧‧顯示器

1470‧‧‧可撓性基板

1475‧‧‧可撓性印刷電路(FPC)

1480‧‧‧壓電收發器層

1485‧‧‧電極層

1490‧‧‧鈍化層

1492‧‧‧可選背層

1494‧‧‧黏接劑

1495‧‧‧可撓性超音波感測器系統

1496‧‧‧感測器像素電路

1600‧‧‧實例裝置

1610‧‧‧顯示器

1615‧‧‧第一光阻斷層

1620‧‧‧電屏蔽層

1625‧‧‧第二光阻斷層

1630‧‧‧超音波感測器系統

1635‧‧‧第二電屏蔽層

1700‧‧‧程序

1710‧‧‧區塊

1720‧‧‧區塊

1730‧‧‧區塊

1740‧‧‧區塊

1850‧‧‧時間

1855‧‧‧時間

1900‧‧‧組態

1920‧‧‧TFT基板層

1940‧‧‧其他層

2000‧‧‧導引LCD或OLED顯示裝置之使用者將手指定位於LCD下或OLED下指紋感測器上方的方法

2005‧‧‧區塊

2010‧‧‧區塊

2015‧‧‧區塊

2020‧‧‧區塊

本說明書中所描述的主題之一或多個實施的細節闡述於隨附圖式及以下描述中。其他特徵、態樣以及優點自描述、圖式以及申請專利範圍將變得顯而易見。應注意，以下諸圖之相對尺寸可能未按比例繪製。

各種圖式中之相同參考數字及名稱指示相同元件。

圖1展示根據一些實施的包括一超音波感測系統之實例行動裝置之圖解表示的正視圖。

圖2A展示根據一些實施之實例超音波感測系統之組件的區塊圖表示。

圖2B展示包括圖2A之超音波感測系統的實例行動裝置之組件的區塊圖表示。

圖3A展示根據一些實施的實例超音波感測系統之一部分的圖解表示之橫截面投影圖。

圖3B展示根據一些實施的圖3A之實例超音波感測系統的放大之橫截面側視圖。

圖4A展示根據一些實施的圖3A及圖3B之實例超音波感測系統之實例組件的分解投影圖。

圖4B展示根據一些實施的圖3A及圖3B之超音波感測器系統中超音波收發器陣列之實例組件的分解投影圖。

圖5展示根據一些實施之使用指紋感測器之實例，其中該指紋感測器並未在顯示器下。

圖6展示根據一些實施的使用指紋感測器之實例，其中該指紋感測器係在顯示器下。

圖7展示實例壓板下超音波感測器系統與可撓性印刷電路(FPC)之橫截面視圖。

圖8A展示根據一些實施的包括壓板及下伏於壓板之顯示器的實例裝置之橫截面示意圖。

圖8B展示根據一些實施的實例超音波指紋感測器系統之橫截面示意圖。

圖9A展示根據一些實施的實例裝置之橫截面示意圖，該實例裝置包括壓板、下伏於壓板之顯示器以及下伏於顯示器的光阻斷層及電屏蔽層。

圖9B展示根據一些實施的待附接或接合至圖9A之裝置且下伏於顯示器之實例超音波指紋感測器系統的橫截面示意圖。

圖10A展示根據一些實施的實例裝置之橫截面示意圖，該實例裝置包括下伏於顯示器之超音波指紋感測器系統及自超音波指紋感測器系統起的聲學路徑。

圖10B展示根據一些其他實施的實例裝置之橫截面示意圖，該實例裝置包括下伏於顯示器之超音波指紋感測器系統及自超音波指紋感測器系統起的聲學路徑。

圖11A至圖11F展示根據一些實施的處於「接收器向下」定向之各種實例超音波感測器系統的橫截面示意圖。

圖12A至圖12F展示根據一些實施的處於「接收器向上」定向之各種實例超音波感測器系統之橫截面示意圖。

圖13A至圖13B展示根據一些實施的包括發泡體背層之各種實例超音波感測器系統的橫截面示意圖。

圖14A展示根據一些實施的處於「接收器向上」定向之實例可撓性超音波感測器系統的橫截面示意圖。

圖14B展示根據一些實施的處於「接收器向下」定向之實例可撓性超音波感測器系統的橫截面示意圖。

圖15展示「軟性」及「硬質」基板中且運用上覆及/或下伏於「軟性」基板之不同層反射的聲學信號之資料。

圖16A至圖16D展示各種實例裝置之橫截面示意圖，該等實例裝置包括顯示器且併有光阻斷層、電屏蔽層及下伏於顯示器的超音波感測器系統。

圖17展示製造一設備之實例方法，該設備包括下伏於顯示器之超音波感測器系統。

圖18展示使用電容性感測模式及超音波感測模式以喚醒電子裝置之實例，其中超音波指紋感測器定位於電子裝置之顯示器後方。

圖19展示一組態之橫截面側向示意圖，其中超音波指紋感測器定位於行動裝置之顯示器後方。

圖20展示導引LCD或OLED顯示裝置之使用者將手指定位於LCD下或OLED下指紋感測器上方的方法之流程圖之實例。

Claims (31)

1. 一種設備，其包含： 一顯示器； 一超音波感測器系統，其下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器之一聲學路徑中傳輸並接收超音波； 該超音波感測器系統與該顯示器之間的一光阻斷層，該光阻斷層定位於該聲學路徑中；及 該顯示器與該超音波感測器系統之間的一黏接層，該黏接層定位於該聲學路徑中且經組態以允許該超音波感測器系統與該顯示器分離。
2. 如請求項1之設備，其進一步包含： 該超音波感測器系統與該顯示器之間的一電屏蔽層，該電屏蔽層為導電的且接地，該電屏蔽層定位於該聲學路徑中。
3. 如請求項2之設備，其中該電屏蔽層及該光阻斷層中之每一者為無孔的或為基本上無孔的。
4. 如請求項2之設備，其中該光阻斷層包括一不透光塑膠材料，且該電屏蔽層包括一厚度介於約0.1 µm與約9 µm之間的一金屬或金屬化塑膠。
5. 如請求項1之設備，其中該顯示器為一有機發光二極體(OLED)顯示器。
6. 如請求項5之設備，其中該顯示器為形成於一塑膠基板上的一可撓性OLED顯示器。
7. 如請求項1之設備，其中該黏接層包括一壓敏式黏接劑。
8. 如請求項1之設備，其中該黏接層包括一環氧樹脂類黏接劑，該環氧樹脂類黏接劑包括一熱塑性油墨。
9. 如請求項1之設備，其進一步包含： 在該黏接層與該超音波感測器系統之間的一機械應力隔離層，其中該機械應力隔離層包括一塑膠材料。
10. 如請求項1之設備，其中該超音波感測器系統包括： 一感測器基板，其上面安置有複數個感測器像素電路； 一壓電收發器層，其耦接至該感測器基板且包括經組態以產生該等超音波之一壓電材料；及 一電極層，其耦接至該壓電收發器層。
11. 如請求項10之設備，其中該壓電收發器層下伏於該感測器基板，且該電極層下伏於該壓電收發器層。
12. 如請求項10之設備，其中該壓電收發器層下伏於該電極層，且該感測器基板下伏於該壓電收發器層。
13. 如請求項10之設備，其中該壓電收發器層包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯三氟乙烯(PVDF-TrFE)共聚物、鋯鈦酸鉛(PZT)、氮化鋁(AlN)及其複合物。
14. 如請求項10之設備，其中該感測器基板包含選自由以下各者組成之群的一材料：玻璃、塑膠、矽及不鏽鋼。
15. 一種設備，其包含： 一顯示器； 一超音波感測器系統，其下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器之一聲學路徑中傳輸並接收超音波；及 該超音波感測器系統與該顯示器之間的一黏接層，該黏接層定位於該聲學路徑中。
16. 如請求項15之設備，其進一步包含： 在該黏接層與該超音波感測器系統之間的一機械應力隔離層，該機械應力隔離層包括一塑膠材料且定位於該聲學路徑中。
17. 如請求項15之設備，其中該超音波感測器系統橫跨該顯示器之一整個或基本上整個作用中區域。
18. 如請求項15之設備，其中該顯示器為一有機發光二極體(OLED)顯示器。
19. 如請求項15之設備，其中該黏接層為可修復的且經組態以允許該超音波感測器系統與該顯示器分離，該黏接層包括一壓敏式黏接劑或一環氧樹脂類黏接劑。
20. 如請求項15之設備，其進一步包含： 該黏接層與該顯示器之間的一光阻斷層，該光阻斷層定位於該聲學路徑中；及 該黏接層與該顯示器之間的一電屏蔽層，該電屏蔽層為導電的且接地，該電屏蔽層定位於該聲學路徑中，其中該光阻斷層及該電屏蔽層中的每一者為無孔的或基本上無孔的。
21. 一種設備，其包含： 一顯示器； 一超音波感測器系統，其下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器之一聲學路徑中傳輸並接收超音波；及 該超音波感測器系統與該顯示器之間的一多功能膜，其中該多功能膜包括一光阻斷層、一電屏蔽層、一黏接層、一機械應力隔離層或其組合，該多功能膜定位於該聲學路徑中。
22. 一種製造一設備的方法，該方法包含： 提供一顯示裝置，其中該顯示裝置包括一壓板及下伏於該壓板之一顯示器； 接合一光阻斷層、一電屏蔽層、一機械應力隔離層或其組合至該顯示器，其中該電屏蔽層為導電的且接地；及 將一超音波感測器系統接合至該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合，其中該超音波感測器系統下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器及該壓板之一聲學路徑中傳輸並接收超音波，其中該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合係在該聲學路徑中。
23. 如請求項22之方法，其中接合該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合包括層壓該光阻斷層、該電屏蔽層、該機械應力隔離層或其組合至該顯示器。
24. 如請求項22之方法，其進一步包含： 將一黏接層接合至該顯示器以至少允許該超音波感測器系統與該顯示器分離，其中該黏接層定位於該聲學路徑中。
25. 一種設備，其包含： 一顯示器； 一超音波感測器系統，其下伏於該顯示器且經組態以在通過該顯示器之一聲學路徑中傳輸並接收超音波，其中該超音波感測器系統包含： 一可撓性基板，其上面安置有複數個感測器像素電路；及 一壓電收發器層，其耦接至該可撓性基板且包括經組態以產生該等超音波之一壓電材料；及 該壓電收發器層與該顯示器之間的一第一高聲學阻抗層。
26. 如請求項25之設備，其中該第一高聲學阻抗層包括一光阻斷層及一電屏蔽層中之一者或兩者。
27. 如請求項25之設備，其中該第一高聲學阻抗層包括鄰近於該壓電收發器層之一電極層。
28. 如請求項25之設備，其中高聲學阻抗值層具有大於約5.0兆瑞利之一聲學阻抗值。
29. 如請求項25之設備，其進一步包含： 該顯示器與該超音波感測器系統之間的一黏接層，該黏接層定位於該聲學路徑中且經組態以允許該超音波感測器系統與該顯示器分離。
30. 如請求項25之設備，其中該可撓性基板包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醯亞胺、不鏽鋼箔、薄膜矽或其他可撓性材料。
31. 如請求項25之設備，其進一步包含： 在該超音波感測器系統之一背側上的一第二高聲學阻抗層。