触控模组及电子装置的制作方法

1.本技术涉及触控技术领域，尤其涉及一种触控模组及电子装置。


背景技术：

2.随着无线充电技术的普及，越来越多的电子装置需要集成无线充电模块。目前，无线充电模块多设置于电子装置的后盖内侧，占据机内空间，不利于满足消费者对电子装置轻薄化和小型化的需求。


技术实现要素：

3.本技术提供一种触控模组及电子装置。本技术通过将无线充电层设置在保护层与触控层之间，避免了触控层上的电极对无线充电层的屏蔽作用，提高无线充电效率。此外，将无线充电层集成在触控模组上，节约了电子装置的机内空间，有利于满足电子装置轻薄化和小型化的需求。
4.具体地，本技术提供一种触控模组，包括层叠设置的保护层、无线充电层以及触控层，无线充电层固定于保护层与触控层之间，保护层用于保护无线充电层和触控层，触控层与无线充电层之间绝缘设置，触控层用于检测施加于保护层的触摸动作。
5.本技术通过将无线充电层设置在保护层与触控层之间，使得无线充电层在接收或发射电磁波时，避免触控层对电磁波传播的屏蔽作用。可以理解地，为了保证无线充电的安全性，无线充电一般采用频率较低的电磁波。因此，触控层的屏蔽作用会对电磁波的传播造成较大影响，使得无线充电的效率降低，从而降低用户的体验感。本技术避免了触控层对电磁波传播的屏蔽作用，从而保持较高的传播效率并提高无线充电效率。
6.在本实现方式中，保护层用于保护无线充电层和触控层、并间接或直接接收用户的触摸动作。具体地，保护层可以设置于电子装置的整机内腔、并靠近显示屏设置，也即朝向电子装置的外侧设置。此时，保护层可以间接接收到用户的触摸动作。在其他一些实现方式中，保护层也可以位于电子装置的外表面，作为电子装置外表面的一部分。此时，保护层可以直接接收到用户的触摸动作，本技术对此不作限定。
7.一种可能的实现方式中，触控层与无线充电层之间可以通过设置绝缘层，使得触控层与无线充电层之间绝缘设置。示例性的，绝缘层可以采用树脂，橡胶等材料制成，例如聚对苯二甲酸二醇酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚氨酯，聚苯乙烯、硅胶等。绝缘层也可以采用无机玻璃等材料制成，本技术对此不作限定。
8.在其他一些实现方式中，也可以通过绝缘胶水将触控层与无线充电层之间粘合，使得触控层与无线充电层之间绝缘设置。在本实现方式中，省去了绝缘层，不但降低了制造成本，还减少了绝缘层占据的体积，满足电子装置小型化的需求。
9.一种可能的实现方式中，触控层包括基底、接收电极及发射电极，接收电极与发射电极分别固定于基底的两侧。
10.在本技术中，触控层采用互容式的电容结构，使得触控模组可以同时感应到两个
或两个以上的不同位置，实现多点触控。
11.一种可能的实现方式中，无线充电层包括充电线圈和绝缘层，充电线圈固定于绝缘层背向触控层的一侧。
12.在本技术中，充电线圈可以用于传输电能。具体地，无线充电层可以作为无线充电发射端，发射带有能量的电磁波，为外部设备充电。在其他一些实现方式中，无线充电层也可以作为无线充电接收端，接收来自外部设备的电磁波并将电磁波转化为电能、为电子装置充电。在本技术中，充电线圈可以通过金属贴片、丝网印刷、刻蚀等方法固定在绝缘层上。
13.一种可能的实现方式中，基底是柔性的。绝缘层是柔性的。
14.在本技术中，绝缘层以及基底均是柔性的，也即均采用柔性材料，例如橡胶等能够进行弾性变形的材料。触控模组可以通过检测绝缘层以及基底弾性变形的程度得到用户按压的力度，并依据不同力度产生不同的第一输出信号，处理器能够依据第一输出信号分辨不同的触控动作。
15.一种可能的实现方式中，充电线圈包括多个周期性排列的子线圈，多个子线圈彼此固定连接，子线圈包括依次相连的第一长边、第一短边、第二长边以及第二短边，第一长边和第二长边相对平行设置，第一短边和第二短边均垂直于第二长边。
16.在本技术中，充电线圈整体呈方形，基本上覆盖了绝缘层，使得充电线圈在绝缘层范围内对电磁波的收发能力基本相同，扩大了电磁波的收发范围，并提高电磁波的传递效率。因此，在本技术中，不需要严格限定电子装置与外部设备的相对位置，用户可在一定范围内灵活摆放电子装置或外部设备，提高用户的体验感。
17.一种可能的实现方式中，触控层与无线充电层之间通过粘性胶固定连接，触控层与无线充电层的间距均匀，从而提高触控层的检测精度。
18.本技术还提供一种电子装置，包括上述触控模组以及处理器，触控模组的保护层朝向电子装置的外侧设置，处理器电连接触控模组，处理器用于依据触控层的第一输出信号，判断施加于保护层的触摸动作。
19.本技术将无线充电层集成在触控模组上，节约了电子装置的机内空间，有利于满足电子装置轻薄化和小型化的需求。此外，还通过将无线充电层设置在保护层与触控层之间，避免了触控层上的电极对无线充电层的屏蔽作用，提高无线充电效率。
20.一种可能的实现方式中，触控模组还包括信号输入端，信号输入端连接充电线圈的一端，充电线圈的另一端接地，触控层还用于感测外部供电设备或外部待充电设备的靠近动作，处理器还用于依据触控层的第二输出信号，连接信号输入端。
21.在本技术中，处理器可以通过信号输入端控制充电线圈的充电和/或放电过程。充电线圈的另一端接地，保障充电线圈能够可靠稳定地运行。
22.一种可能的实现方式中，处理器还用于依据触控层的第一输出信号，断开信号输入端。
23.在本实现方式中，当触控层感应到触控动作时，发送第一输出信号。处理可以依据触控层43第一输出信号，断开信号输入端。
24.一种可能的实现方式中，电子装置还包括内置电池，内置电池电连接处理器和充电线圈，处理器还用于控制充电线圈和内置电池的充电和/或放电过程。
25.在本实现方式中，当处于供电状态的外部供电设备靠近时，触控层感应到大于用
户手指触摸面积的导体，并感应到外加电场。此时，触控层产生并发送第二输出信号。处理器依据第二输出信号连接信号输入端。接着，充电线圈接收外部供电设备的电磁波，并将电磁波转化为电能，输送至内置电池。此时，充电线圈用作无线充电接收端。
26.在其他一些实现方式中，充电线圈也可以用作无线充电发射端，将电能转化为携带能量的电磁波，并将电磁波发送出去，由外部待充电设备一侧的充电装置接收，本技术实施例对此不作限定。具体地，当外部待充电设备靠近充电线圈时，触控层的电容会发生变化，并发出第二输出信号。处理器依据第二输出信号连接信号输入端。接着充电线圈在处理器的控制下将电能转化为携带能量的电磁波，并将电磁波发送至外部待充电设备。
27.一种可能的实现方式中，电子装置还包括封装层和发光元件，发光元件用于显示图像，封装层用于保护发光元件，触控模组位于发光元件的出光侧，同时实现触控、显示和无线充电的功能。
28.一种可能的实现方式中，触控层、无线充电层位于封装层的同侧，避免受到发光元件的电磁干扰，提高触控和无线充电的性能。
29.一种可能的实现方式中，发光元件、触控层、无线充电层以及封装层依次设置。在本实现方式中，触控层以及无线充电层可以与发光元件共同封装，提高器件完整性，节省工序。
30.一种可能的实现方式中，发光元件、封装层、触控层以及无线充电层依次设置。
附图说明
31.图1是本技术提供的一种电子装置在一些实施例中的结构示意图；
32.图2是图1所示触控模组在一些实施例中的结构示意图；
33.图3是图2所示触控层在一些实施例中的分解示意图；
34.图4是图2所示无线充电层在一些实施例中的结构示意图；
35.图5a是本技术提供的一种电子装置在另一些实施例中的部分内部结构的示意图；
36.图5b是本技术提供的一种电子装置在再一些实施例中的部分内部结构的示意图；
37.图6是图2所示触控模组在其他一些实施例中的结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。
39.本技术实施例提供一种电子装置。示例性的，电子装置可以包括具有触控显示功能的显示屏。此时，电子装置可以是手机、平板、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备、等电子产品。可穿戴设备可以是智能手环、智能手表、增强现实技术(augmented reality，ar)眼镜及虚拟现实技术(virtual reality，vr)眼镜等。
40.在其他一些实施例中，电子装置可以包括触控模组，但不包括显示屏，不具有显示功能。具体地，电子装置可以设置于座椅的扶手处，通过触控模组接收用户的指令。此时，触控模组与用户交互的一侧可以设置保护层，保护层可以采用不透明的人造皮革等材料。示例性的，人造皮革可以在纺织布基或无纺布基上，由各种不同配方的pvc(聚氯乙烯)和pu(聚氨酯)等发泡或覆膜加工制作而成。
41.本技术实施例以电子装置是手机为例进行说明。
42.请参阅图1，图1是本技术提供的一种电子装置100在一些实施例中的结构示意图。示例性的，电子装置100可以包括显示屏1、边框2以及后盖3。其中，显示屏1和后盖3相背地固定于边框2两侧，显示屏1、边框2以及后盖3共同围设出电子装置100的整机内腔。
43.示例性的，电子装置100还可以包括设置于整机内腔的触控模组4以及与触控模组4电连接的处理器5。触控模组4用于识别用户的触摸或按压操作，并产生相应的第一输出信号。处理器5用于依据第一输出信号判断触摸动作、并对用户的指令做出相应的反应。
44.一些实施例中，触控模组4可以设置于靠近显示屏1的一侧，使得用户通过手指触摸或按压显示屏1即可对电子装置100发出指令。当触控模组4感应到用户的触摸或按压操作时，会产生带有手指位置信息的第一输出信号。
45.请参阅图2，图2是图1所示触控模组4在一些实施例中的结构示意图。其中，触控模组4包括层叠设置的保护层41、无线充电层42以及触控层43。无线充电层42固定于保护层41和触控层43之间。
46.示例性的，无线充电层42可以直接与保护层41和触控层43固定连接，也可以通过中间媒介间接地与保护层41和/或触控层43固定连接，本技术实施例对此不作限定。
47.在本实施例中，触控层43与无线充电层42之间可以通过设置绝缘层，使得触控层43与无线充电层42之间绝缘设置。示例性的，绝缘层可以采用树脂，橡胶等材料制成，例如聚对苯二甲酸二醇酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚氨酯，聚苯乙烯、硅胶等。绝缘层也可以采用无机玻璃等材料制成，本技术实施例对此不作限定。在其他一些实施例中，也可以通过绝缘胶水将触控层43与无线充电层42之间粘合，从而使得触控层43与无线充电层42之间绝缘设置，省去了绝缘层，不但降低了制造成本，还减少了绝缘层占据的体积，满足电子装置100小型化的需求。
48.示例性的，保护层41用于保护无线充电层42和触控层43、并间接或直接接收用户的触摸动作。在本技术实施例中，保护层41可以设置于电子装置100的整机内腔、并靠近显示屏1设置，也即朝向电子装置100的外侧设置。此时，保护层41可以间接接收到用户的触摸动作。在其他一些实施例中，保护层41也可以位于电子装置100的外表面，作为电子装置100外表面的一部分。此时，保护层41可以直接接收到用户的触摸动作，本技术实施例对此不作限定。
49.示例性的，触控层43用于检测用户施加于保护层41的触摸动作，并产生带有手指位置信息的第一输出信号，处理器5可以依据触控层43的第一输出信号，判断施加于保护层41的触摸动作。无线充电层42设置于保护层41与触控层43之间、用于与外部设备进行电能交换。因此，在本实施例中，电子装置100靠近保护层41的一侧不但能够实现触控的功能，还能够实现与外部设备进行电能交换的功能。
50.此外，无线充电层42设置于保护层41与触控层43之间，使得无线充电层42在接收或发射电磁波时，避免触控层43对电磁波传播的屏蔽作用。可以理解地，为了保证无线充电的安全性，无线充电一般采用频率较低(qi标准：无线充电的频率在100khz至205khz的范围内)的电磁波。因此，触控层43的屏蔽作用会对电磁波的传播造成较大影响，使得无线充电的效率降低，从而降低用户的体验感。本技术避免了触控层43对电磁波传播的屏蔽作用，从而保持较高的传播效率并提高无线充电效率。
51.请参阅图2，在本技术实施例中，触控层43采用电容式结构，利用人体的电流感应实现触控功能。具体地，当人体等导电物体靠近触控层43时，会改变触控层43位于触摸点附近的电容。接着电容的变化会产生感应电流、并分别从触控层43的四角上的电极中流出。由于流经这四个电极的电流与触摸点到四角的距离成正比，处理器5通过对这四个电流比例进行分析，得出触摸点的位置。
52.示例性的，导电物体可以是用户的手指、手掌，也可以是金属线圈或非金属的导电线圈，本技术实施例对此不作限定。
53.请一并参阅图2和图3，图3是图2所示触控层43在一些实施例中的分解示意图。示例性的，触控层43可以采用互容式的电容结构。具体地，触控层43可以包括基底432以及位于基底432两侧的接收电极431和发射电极433。其中，发射电极433用于接收由处理器5发出的驱动信号，发射电极433可以与接收电极431形成电容耦合。
54.示例性的，接收电极431与发射电极433交叉设置。具体地，接收电极431包括多个条状的第一子电极4310，发射电极433包括多个条状的第二子电极4330。第一子电极4310的第一延伸方向x与第二子电极4330的第二延伸方向y之间存在夹角。示例性的，夹角可以是锐角，例如10
°
、30
°
、70
°
等。在其他一些实施例中，夹角也可以是90
°
，本技术实施例对此不作限定。
55.可以理解地，多个交叉设置的第一子电极4310和第二子电极4330组成了多个电容感应点，而第一子电极4310的间隔l1和第二子电极4330的间隔l2决定了电容感应点的密集程度，从而决定了触控层43的物理分辨率。示例性的，l1和l2越小，物理分辨率越高，从而能够更精确地确定触摸位置，进而但是l1和l2过小，也会增加第一子电极4310和第二子电极4330间的耦合作用，影响对触摸位置的判断精度。
56.在本技术实施例中，触控层43采用互容式的电容结构，使得触控模组4可以同时感应到两个或两个以上的不同位置，并根据不同的位置信息产生不同的第一输出信号，实现多点触控。在其他一些实施例中，触控层43也可以是自容式的电容结构，此时触控模组4可以用于同时感应单个位置，本技术实施例对此不作限定。在其他一些实施例中，触控模组4也可以感应手指以外的导体并产生相应的第一输出信号，例如手掌、金属线圈等，本技术实施例对此不作限定。
57.一些实施例中，请一并参阅图2及图4，图4是图2所示无线充电层42在一些实施例中的结构示意图。无线充电层42可以包括充电线圈421和绝缘层422。充电线圈421固定于绝缘层422背向触控层43的一侧。示例性的，充电线圈421可以通过金属贴片、丝网印刷、刻蚀等方法固定在绝缘层422上。
58.在其他一些实施例中，无线充电层42还可以包括充电线圈421，但不包括绝缘层422。充电线圈421可以通过绝缘胶水与触控层43粘合在一起，使得充电线圈421与触控层43之间绝缘设置。本实施例省去了绝缘层422，不但降低了制造成本，还减少了绝缘层占据的体积，满足电子装置100小型化的需求。
59.在本技术实施例中，充电线圈421可以用于传输电能。具体地，无线充电层42可以作为无线充电发射端，发射带有能量的电磁波，为外部设备充电。在其他一些实施例中，无线充电层42也可以作为无线充电接收端，接收来自外部设备的电磁波并将电磁波转化为电能、为电子装置100充电。
60.示例性的，无线充电层42与触控层43之间通过粘性胶固定连接，使得无线充电层42与触控层43之间的贴合面平整，保持无线充电层42与触控层43的间距均匀，从而提高触控层43的检测精度。
61.示例性的,充电线圈421包括多个周期性排列的子线圈4210，多个子线圈4210彼此固定连接。子线圈4210包括依次相连的第一长边4211、第一短边4212、第二长边4213以及第二短边4214。其中，第一长边4211和第二长边4213相对平行设置。第一短边4212和第二短边4214均垂直于第二长边4213。
62.示例性的，充电线圈421整体呈方形，基本上覆盖了绝缘层422，使得充电线圈421在绝缘层422范围内对电磁波的收发能力基本相同，扩大了电磁波的收发范围，并提高电磁波的传递效率。因此，在本实施例中，不需要严格限定电子装置100与外部设备的相对位置，用户可在一定范围内灵活摆放电子装置100或外部设备，提高用户的体验感。
63.一些实施例中，充电线圈421可以用作无线充电接收端，接收携带能量的电磁波，并将电磁波转化为电能。
64.请一并参阅图1及图4，示例性的，触控模组4还可以包括信号输入端423。信号输入端423可以连接充电线圈421的一端，处理器5可以通过信号输入端423控制充电线圈421的充电和/或放电过程。充电线圈421的另一端接地，保障充电线圈421能够可靠稳定地运行。
65.示例性的，触控层43还可以用于感测外部供电设备或外部待充电设备的靠近动作，并发送第二输出信号。处理器5可以依据触控层43的第二输出信号，连接信号输入端423。示例性的，当触控层43感应到触控动作时，发送第一输出信号。处理器5可以依据触控层43的第一输出信号，断开信号输入端423。
66.示例性的，电子装置100还可以包括内置电池。内置电池电连接处理器5和充电线圈421，可以用于通过充电线圈421接收来自外部供电设备的电能，进行充电过程。在其他一些实施例中，内置电池还可以用于将电能通过充电线圈421输送至外部待充电设备，进行放电过程。示例性的，处理器5可以用于控制内置电池的充电和/或放电过程。
67.在本技术实施例中，电子装置100的一次完整的充电过程如下：当处于供电状态的外部供电设备靠近时，触控层43感应到大于用户手指触摸面积的导体，并感应到外加电场。此时，触控层43产生并发送第二输出信号。处理器5依据第二输出信号连接信号输入端423。接着，充电线圈421接收外部供电设备的电磁波，并将电磁波转化为电能，输送至内置电池。此时，充电线圈421用作无线充电接收端。
68.在其他一些实施例中，充电线圈421也可以用作无线充电发射端，将电能转化为携带能量的电磁波，并将电磁波发送出去，由外部待充电设备一侧的充电装置接收，本技术实施例对此不作限定。具体地，当外部待充电设备靠近充电线圈421时，触控层43的电容会发生变化，并发出第二输出信号。处理器5依据第二输出信号连接信号输入端423。接着充电线圈421在处理器5的控制下将电能转化为携带能量的电磁波，并将电磁波发送至外部待充电设备。
69.请参阅图5a及图5b，图5a是本技术提供的一种电子装置100在另一些实施例中的内部结构的部分示意图，图5b是本技术提供的一种电子装置100在再一些实施例中的内部结构的部分示意图。示例性的，电子装置100可以包括封装层51和发光元件52。其中，发光元件52用于显示图像。封装层51专指覆盖发光元件52的无机
‑
有机
‑
无机三层保护结构，用于
保护发光元件52。触控模组4位于发光元件52的出光侧，同时实现触控、显示和无线充电的功能。
70.示例性的，触控层43、无线充电层42位于封装层51的同侧，避免受到发光元件52的电磁干扰，提高触控和无线充电的性能。
71.在一些实施例中，如图5a所示，触控层43和无线充电层42可以设置于封装层51面向发光元件52的一侧，此时发光元件52、触控层43、无线充电层42以及封装层51依次设置。在本实施例中，触控层43以及无线充电层42可以与发光元件52共同封装，提高器件完整性，节省工序。
72.示例性的，保护层41可以位于封装层51面向发光元件52的一侧，也可以位于封装层51背向发光元件52的一侧，本技术实施例对此不做限定。
73.在另一些实施例中，如图5b所示，触控层43和无线充电层42还可以位于封装层51背向发光元件52的一侧，此时发光元件52、封装层51、触控层43以及无线充电层42依次设置。此时，保护层41可以位于无线充电层42背向触控层43的一侧。
74.请参阅图6，图6是图2所示触控模组4在其他一些实施例中的结构示意图。示例性的，保护层41、绝缘层422以及基底432均是柔性的，也即均采用柔性材料，例如橡胶等能够进行弾性变形的材料。因此，触控模组4可以通过检测保护层41、绝缘层422以及基底432弾性变形的程度得到用户按压的力度，并依据不同力度产生不同的第一输出信号，处理器5能够依据第一输出信号分辨不同的触控动作。
75.具体地，当用户的手指按压触控模组4的保护层41时，保护层41受力变形，在手指的按压区域形成凹陷。保护层41远离手指一侧的无线充电层42以及触控层43也会受压变形，并均在手指的按压区域形成凹陷。示例性的，触控层43远离保护层41的一侧可以设有刚性层44，使得触控层43面向保护层41的一侧受压变形，而触控层43背向保护层41的一侧不发生变形。因此，触控层43的厚度可以随手指的压力产生变化，从而产生相应的第一输出信号。
76.一些实施例中，请参阅图2，保护层41、无线充电层42和/或触控层43可以是非柔性的，也即采用树脂、无机玻璃等非弾性变形的材料。当用户的手指触摸保护层41，或者悬置于保护层41背向无线充电层42的一侧时，触控模组4通过感应手指的位置产生第一输出信号，此时保护层41、无线充电层42以及触控层43均未产生变形。
77.以上描述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内；在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。