TWI623171B

TWI623171B - 觸控及充電元件與電子裝置

Info

Publication number: TWI623171B
Application number: TW105142923A
Authority: TW
Inventors: 柯傑斌
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-05-01
Also published as: TW201824688A

Abstract

一種觸控及充電元件包括介電層、導電物、觸控感測結構以及充電線圈。介電層具有第一表面、相對於第一表面的第二表面以及貫穿第一表面與第二表面的穿孔。導電物位於介電層的穿孔中。觸控感測結構配置於介電層上。充電線圈包括配置於介電層的第一表面上的第一部以及配置於介電層的第二表面上的第二部。第一部的一端透過位於穿孔中的導電物與第二部電性連接。此外，包括上述觸控及充電元件的電子裝置也被提出。

Description

觸控及充電元件與電子裝置

本發明是有關於一種觸控及充電元件與電子裝置。

具有觸控功能的電子裝置(例如：智慧手機、平板電腦、穿戴式裝置、筆記型電腦等)發展已經成熟。目前各式電子裝置的充電方式多以有線充電為主。然而，無線充電具有使用上的便利性，長期以來為開發重點之一。為使電子裝置具有觸控及無線充電的功能，需分別製作觸控元件與充電元件，之後，再將觸控元件與充電元件組裝至電子裝置中，造成電子裝置的工序複雜及不易薄型化等問題。

本發明提供一種觸控及充電元件，觸控與充電功能兼具且易薄型化。

本發明提供一種電子裝置，觸控與充電功能兼具且易薄型化。

本發明的觸控及充電元件包括介電層、導電物、觸控感測結構以及充電線圈。介電層具有第一表面、相對於第一表面的第二表面及貫穿第一表面與第二表面的穿孔。導電物位於介電層的穿孔中。觸控感測結構配置於介電層上。充電線圈包括配置於介電層的第一表面上的第一部及配置於介電層的第二表面上的第二部。第一部的一端透過位於穿孔中的導電物與第二部電性連接。

在本發明的一實施例中，上述至少部份的充電線圈與至少部份的觸控感測結構形成於同一膜層。

在本發明的一實施例中，上述的觸控感測結構包括多個第一感測電極、多條第一走線、多個第二感測電極以及多條第二走線。多個第一感測電極配置於介電層的第一表面上。多條第一走線分別與多個第一感測電極電性連接。多個第二感測電極配置於介電層的第二表面上。第二感測電極的延伸方向與第一感測電極的延伸方向不同。多條第二走線分別與多個第二感測電極電性連接。充電線圈的第一部與第一感測電極或第一走線形成於同一膜層。

在本發明的一實施例中，上述的充電線圈的第二部與第二感測電極形成於同一膜層。

在本發明的一實施例中，上述的充電線圈的第二部與第二走線形成於同一膜層。

在本發明的一實施例中，上述的第一部包括第一線圈，第二部包括第二線圈，而第一線圈與第二線圈至少部份重疊。

在本發明的一實施例中，上述的穿孔包括第一穿孔與第二穿孔。導電物包括位於第一穿孔中的第一導電物以及位於第二穿孔中的第二導電物。充電線圈的第一部的一端透過位於第一穿孔中的第一導電物與第二部電性連接。充電線圈更包括配置於介電層的第二表面上的轉接部。第一部的另一端透過第二導電物與轉接部電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的第一走線、第二走線以及充電線圈的轉接部位於介電層的同一第二表面上。

本發明的電子裝置包括上述的觸控及充電元件與殻體。觸控及充電元件配置於殻體上。

本發明的電子裝置包括上述的觸控及充電元件與殻體。殻體具有頂面、相對於頂面的底面以及連接於頂面與底面之間的側面。觸控感測結構與充電線圈配置於可撓性載板上。可撓性載板沿著殻體彎曲，以使觸控感測結構配置於殻體的頂面、充電線圈配置於殻體的側面。

本發明的電子裝置包括上述的觸控及充電元件與殻體。殻體具有頂面、相對於頂面的底面以及連接於頂面與底面之間的側面。觸控感測結構與充電線圈配置於可撓性載板上。可撓性載板沿著殻體的頂表面、側面以及底面彎曲，以使觸控感測結構配置於殻體的頂面、充電線圈配置於殻體的底面。

基於上述，本發明一實施例的觸控及充電元件包括介電層、導電物、觸控感測結構以及充電線圈。介電層具有第一表面、相對於第一表面的第二表面及貫穿第一表面與第二表面的穿孔。導電物位於介電層的穿孔中。觸控感測結構配置於介電層上。充電線圈包括配置於介電層的第一表面上的第一部及配置於介電層的第二表面上的第二部。第一部的一端透過位於穿孔中的導電物與第二部電性連接。藉此，觸控及充電元件和採用所述觸控及充電元件的電子裝置兼具觸控與充電功能且易薄型化。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例的觸控及充電元件的上視示意圖。圖2為根據圖1的剖線A-A'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖3為根據圖1的剖線B-B'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖4為根據圖1的剖線C-C'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。請參照圖1、圖2、圖3及圖4，觸控及充電元件100包括介電層110、導電物120a、觸控感測結構130及充電線圈140。介電層110具有第一表面112、相對於第一表面112的第二表面114以及貫穿第一表面112與第二表面114的穿孔116a。介電層110具有觸控區110a及充電區110b。觸控區110a用以配置觸控感測結構130。充電區110b用以配置充電線圈140，而穿孔116a是位於充電區110b中。在本實施例中，介電層110可為沉積出的非導電層或非導電基板。非導電層的材質可為無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料或上述的組合。非導電基板的材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是其它可適用的材料。

導電物120a位於介電層110的穿孔116a中。在一實施例中，若介電層110為沉積出的非導電層，則導電物120a可為在形成充電線圈140的第一部142或第二部144時填入穿孔116a的導電材料。在另一實施例中，若介電層110為非導電基板，則導電物120a可為一導電通孔(via)。但本發明不以上述為限。，在本實施例中，基於導電性的考量導電物120a是使用金屬材料，但本發明不限於此，在其他實施例中，導電物120a也可以使用其他導電材料，例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層等。

觸控感測結構130配置於介電層110的觸控區110a。在本實施例中，觸控感測結構130包括多個第一感測電極131、多條第一走線132、多個第二感測電極133以及多條第二走線134。多個第一感測電極131配置於介電層110的第一表面112上。多條第一走線132分別與多個第一感測電極131電性連接。多個第二感測電極133配置於介電層110的第二表面114上。第二感測電極133的延伸方向x與第一感測電極131的延伸方向y不同。多條第二走線134分別與多個第二感測電極133電性連接。

在本實施例中，觸控及充電元件100更包括觸控驅動單元(例如：用以驅動觸控感測結構130的晶片)150（繪於圖1）。第一走線132電性連接於第一感測電極131與觸控驅動單元150之間。第二走線134電性連接於第二感測電極133與觸控驅動單元150之間。在本實施例中，第一走線132可形成在介電層110的第一表面112上，第二走線134可形成在介電層110的第二表面114上，但本發明不以此為限。

第一感測電極131與第二感測電極133係透光。在本實施例中，第一感測電極131與第二感測電極133可為由透明導電層(例如：ITO等)圖案化出的區塊。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一感測電極131與第二感測電極133也可為金屬網格(metal mesh)、由奈米銀絲(Ag Nanowire)形成的區塊、或其他適當材質與結構。在本實施例中，基於導電性考量，第一走線132與第二走線134是使用金屬材料，但本發明不限於此，在其他實施例中，第一走線132與第二走線134也可以使用其他導電材料，例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層等。

充電線圈140配置於介電層110的充電區110b。充電線圈140包括配置於介電層110之第一表面112上的第一部142以及配置於介電層110之第二表面114上的第二部144。第一部142的一端142a透過位於穿孔116a中的導電物120a與第二部144電性連接。在本實施例中，至少部份的充電線圈140與至少部份的觸控感測結構130形成於同一膜層。舉例而言，在本實施例中，充電線圈140的第一部142可與第一感測電極131及/或第一走線132形成於同一膜層，充電線圈140的第二部144可與第二感測電極133及/或第二走線134形成於同一膜層。換言之，充電線圈140的製作可整合在觸控感測結構130的製程中，進而簡化觸控及充電元件100的工序。

在本實施例中，觸控及充電元件100更包括用以驅動充電線圈140的充電驅動單元160。充電線圈140之第一部142的一端142a電性連接至導電物120a，而第一部142的另一端142b電性連接至充電驅動單元160。在本實施例中，充電線圈140的第一部142可由導電物120a所在處向外繞成一線圈。第一部142的每一匝的形狀可選擇性地為矩形，但本發明不限於此，在他實施例中，第一部142的每一匝的形狀也可為圓形、橢圓形、其他多邊形或其他適當形狀。充電線圈140的第二部144的一端144a電性連接至導電物120a，而第二部144的另一端144b電性連接至充電驅動單元160。在本實施例中，充電線圈140的第二部144可為由導電物120a所在處延伸至充電驅動單元160的一直線段，但本發明不限於此，在其他實施例中，充電線圈140的第二部144也可呈其他適當形狀。

圖5為本發明另一實施例的觸控及充電元件的上視示意圖。圖6為根據圖5的剖線D-D'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖5及圖6的觸控及充電元件100A與圖1、圖2、圖3及圖4的觸控及充電元件100類似，因此相同或相對應的元件以相同或相對應的標號表示。觸控及充電元件100A與觸控及充電元件100的差異在於，觸控及充電元件100A的充電線圈140A與觸控及充電元件100的充電線圈140不同。以下主要說明此差異，兩者相同或相對應處還請參照前述說明。

請參照圖5及圖6，觸控及充電元件100A包括介電層110、導電物120a、觸控感測結構130及充電線圈140A。介電層110具有第一表面112、相對於第一表面112的第二表面114以及貫穿第一表面112與第二表面114的穿孔116a。導電物120a位於介電層110的穿孔116a中。觸控感測結構130配置於介電層110上。充電線圈140A包括配置於介電層110之第一表面112上的第一部142以及配置於介電層110之第二表面114上的第二部144A。第一部142的一端142a透過位於穿孔116a中的導電物120a與第二部144A電性連接。

圖7為圖5之充電線圈的第一部的上視示意圖。圖8為圖5之充電線圈的第二部的上視示意圖。請參照圖5、圖6、圖7及圖8，與觸控及充電元件100不同的是，觸控及充電元件100A的充電線圈140A與觸控及充電元件100的充電線圈140不同。請參照圖5、圖7及圖8，詳言之，在本實施例中，充電線圈140A的第一部142與第二部144A可為至少部份重疊的第一線圈與第二線圈。意即，充電線圈140A的第一部142與第二部144A皆為線圈，而不像充電線圈140的第二部144非線圈。在本實施例中，充電線圈140A的第一部142可為沿第一方向d1繞成的第一線圈，充電線圈140A的第二部144A可為沿第二方向d2繞成的第二線圈，其中第一方向d1與第二方向d2相反。舉例而言，在本實施例中，所述第一方向d1可為逆時針方向，而第二方向d2可為順時針方向，但本發明不以此為限。值得一提的是，由於充電線圈140A的第二部144A也為線圈，因此充電線圈140A的總匝數可增加，進而提升觸控及充電元件100A的充電能力。

圖9為本發明又一實施例的觸控及充電元件的上視示意圖。圖10為根據圖9的剖線E-E'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖11為根據圖9的剖線F-F'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖12為根據圖9的剖線G-G'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖9、圖10、圖11及圖12的觸控及充電元件100B與圖1、圖2、圖3及圖4的觸控及充電元件100類似，因此相同或相對應的元件以相同或相對應的標號表示。觸控及充電元件100B與觸控及充電元件100的差異在於，觸控及充電元件100B的充電線圈140B與觸控及充電元件100的充電線圈140不同。此外，觸控及充電元件100B的觸控感測結構130B與觸控及充電元件100的觸控感測結構130也不同。以下主要說明此差異，兩者相同或相對應處還請參照前述說明。

請參照圖9、圖10、圖11及圖12，觸控及充電元件100B包括介電層110、導電物120a、觸控感測結構130B及充電線圈140B。介電層110具有第一表面112、相對於第一表面112的第二表面114以及貫穿第一表面112與第二表面114的穿孔116a。導電物120a位於介電層110的穿孔116a中。觸控感測結構130B配置於介電層110上。充電線圈140B包括配置於介電層110之第一表面112上的第一部142以及配置於介電層110之第二表面114上的第二部144。第一部142的一端142a透過位於穿孔116a中的導電物120a與第二部144電性連接。

與觸控及充電元件100不同的一處是，在觸控及充電元件100B中，介電層110還具有位於充電區110b的穿孔116b，觸控及充電元件100B還包括位於穿孔116b中的導電物120b。觸控及充電元件100B的充電線圈140B還包括轉接部146。轉接部146配置於介電層110的第二表面114上的。第一部142的另一端142b透過導電物120b與轉接部146電性連接。透過導電物120b與轉接部146的轉接，充電線圈140B的端點可位於同一表面(例如：介電層110的第二表面114)，而使充電驅動單元160易於與充電線圈140B接合(bounding)，進而提升觸控及充電元件100B的良率與信賴性。

與觸控及充電元件100不同的另一處是，在觸控及充電元件100B中，觸控感測結構130B的第一走線132配置在介電層110的第二表面114上。介電層110還具有多個穿孔116c。觸控及充電元件100B還具有分別位於多個穿孔116c中的多個導電物120c。觸控感測結構130B的多個第一感測電極131可透過導電物120c與位於第二表面114的多條第一走線132電性連接。由於觸控感測結構130B的第一走線132與第二走線134位於同一表面(例如：介電層110的第二表面114)，而觸控驅動單元150易於與觸控感測結構130B接合(bounding)，進而提升觸控及充電元件100B的良率與信賴性。

需說明的是，觸控面板的種類繁多，包括GG2、GG、OGS、G1F、GFF、GF2、GF、on-cell、in-cell等，凡包括上述第一感測電極131、第二感測電極133以及介電層110(包括非導電層或非導電基板)的觸控面板(例如：GG、OGS、GFF、GF2、GF、on-cell或in-cell態樣的觸控面板)皆可整合入上述充電線圈140、140A及/或140B，以此構成的各類觸控及充電元件均在本發明所欲保護的範疇內。

圖13為本發明一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖13，電子裝置1000包括前述的觸控及充電元件100、100A或100B以及殼體200。殻體200具有頂面210、相對於頂面210的底面220以及連接於頂面210與底面220之間的側面230。在本實施例中，觸控感測結構130或130B與充電線圈140、140A或140B配置於可撓性載板S上，所述可撓性載板可沿著殻體200彎曲，以使觸控感測結構130或130B配置於殻體200的頂面210、充電線圈140、140A或140B配置於殻體200的側面230。在本實施例中，可撓性載板S可為觸控及充電元件100、100A或100B的介電層110。但本發明不限於此，在其他實施例中，所述可撓性載板也可為觸控及充電元件100、100A或100B外的可撓性基板。

圖14為本發明另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖14，電子裝置1000A包括前述的觸控及充電元件100、100A或100B以及殼體200。殻體200具有頂面210、相對於頂面210的底面220以及連接於頂面210與底面220之間的側面230。在本實施例中，觸控感測結構130或130B與充電線圈140、140A或140B配置於可撓性載板S上，可撓性載板S可沿著殻體200的頂表面210、側面230以及底面220彎曲，以使觸控感測結構130或130B配置於殻體200的頂面210、充電線圈140、140A或140B配置於殻體200的底面220。在本實施例中，可撓性載板S可為觸控及充電元件100、100A或100B的介電層110。但本發明不限於此，在其他實施例中，所述可撓性載板也可為觸控及充電元件100、100A或100B外的可撓性基板。

需說明的是，本發明並不限制觸控感測結構130或130B與充電線圈140、140A或140B一定要設置於殻體200的頂表面210與側面230，也不限制觸控感測結構130或130B與充電線圈140、140A或140B一定在設置於殻體200的頂表面210與底面220。在其他實施例中，觸控感測結構130或130B與充電線圈140、140A或140B也可設置於殻體200的同一表面(頂表面210、底面或側面230)。電子裝置1000或1000A可為筆記型電腦、穿戴式裝裝置、手機、平板電腦、觸控筆或其他欲兼具觸控及充電功能的電子裝置。

此外，還需說明的是，在上述電子裝置1000或1000A中，觸控及充電元件100、100A或100B可不被切割，而觸控感測結構130或130B與充電線圈140、140A或140B可一起組裝至殻體200上。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，觸控及充電元件100、100A或100B也可被切割，而使觸控感測結構130或130B與充電線圈140、140A或140B分離，然後，再將觸控感測結構130或130B與充電線圈140、140A或140B分別組裝至同一殻體200的不同區域上，以上所述方式形成的電子裝置也在本發明所欲保護的範疇內。

綜上所述，本發明一實施例的觸控及充電元件包括介電層、導電物、觸控感測結構以及充電線圈。介電層具有第一表面、相對於第一表面的第二表面及貫穿第一表面與第二表面的穿孔。導電物位於介電層的穿孔中。觸控感測結構配置於介電層上。充電線圈包括配置於介電層的第一表面上的第一部及配置於介電層的第二表面上的第二部。第一部的一端透過位於穿孔中的導電物與第二部電性連接。藉此，觸控及充電元件和採用所述觸控及充電元件的電子裝置兼具觸控與充電功能且易薄型化。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、100A、100B‧‧‧觸控及充電元件

110‧‧‧介電層

110a‧‧‧觸控區

110b‧‧‧充電區

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

116a、116b、116c‧‧‧穿孔

120a、120b、120c‧‧‧導電物

130、130B‧‧‧觸控感測結構

131‧‧‧第一感測電極

132‧‧‧第一走線

133‧‧‧第二感測電極

134‧‧‧第二走線

140、140A、140B‧‧‧充電線圈

142‧‧‧第一部

142a、142b、144a、144b‧‧‧端

144、144A‧‧‧第二部

146‧‧‧轉接部

150‧‧‧觸控驅動單元

160‧‧‧充電驅動單元

200‧‧‧殼體

210‧‧‧頂面

220‧‧‧底面

230‧‧‧側面

1000、1000A‧‧‧電子裝置

A-A’、B-B’、C-C'、D-D'、E-E'、F-F'、G-G'‧‧‧剖線

d1、d2、x、y‧‧‧方向

S‧‧‧可撓性載板

圖1為本發明一實施例的觸控及充電元件的上視示意圖。圖2為根據圖1的剖線A-A'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖3為根據圖1的剖線B-B'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖4為根據圖1的剖線C-C'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖5為本發明另一實施例的觸控及充電元件的上視示意圖。圖6為根據圖5的剖線D-D'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖7為圖5之充電線圈的第一部的上視示意圖。圖8為圖5之充電線圈的第二部的上視示意圖。圖9為本發明又一實施例的觸控及充電元件的上視示意圖。圖10為根據圖9的剖線E-E'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖11為根據圖9的剖線F-F'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖12為根據圖9的剖線G-G'所繪的觸控及充電元件的剖面示意圖。圖13為本發明一實施例的電子裝置的剖面示意圖。圖14為本發明另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。

Claims

一種觸控及充電元件，包括：一介電層，具有一第一表面、相對於該第一表面的一第二表面以及貫穿該第一表面與該第二表面的一穿孔；一導電物，位於該介電層的該穿孔中；一觸控感測結構，配置於該介電層上；以及一充電線圈，包括：一第一部，配置於該介電層的該第一表面上；以及一第二部，配置於該介電層的該第二表面上，其中該第一部的一端透過位於該穿孔中的該導電物與該第二部電性連接，其中至少部份的該充電線圈與至少部份的該觸控感測結構形成於同一膜層。
如申請專利範圍第1項所述的觸控及充電元件，其中該觸控感測結構包括：多個第一感測電極，配置於該介電層的該第一表面上；多條第一走線，分別與該些第一感測電極電性連接；多個第二感測電極，配置於該介電層的該第二表面上，該些第二感測電極的延伸方向與該些第一感測電極的延伸方向不同；以及多條第二走線，分別與該些第二感測電極電性連接，其中該充電線圈的該第一部與該些第一感測電極或該些第一走線形成於同一膜層。
如申請專利範圍第2項所述的觸控及充電元件，其中該充電線圈的該第二部與該些第二感測電極形成於同一膜層。
如申請專利範圍第2項所述的觸控及充電元件，其中該充電線圈的該第二部與該些第二走線形成於同一膜層。
如申請專利範圍第1項所述的觸控及充電元件，其中該第一部包括一第一線圈，該第二部包括一第二線圈，而該第一線圈與該第二線圈至少部份重疊。
如申請專利範圍第1項所述的觸控及充電元件，其中該穿孔包括一第一穿孔與一第二穿孔，該導電物包括位於該第一穿孔中的一第一導電物以及位於該第二穿孔中的一第二導電物，該充電線圈的該第一部的該端透過位於該第一穿孔中的該第一導電物與該第二部電性連接，而該充電線圈更包括：一轉接部，配置於該介電層的該第二表面上，該第一部的另一端透過該第二導電物與該轉接部電性連接。
如申請專利範圍第6項所述的觸控及充電元件，其中該觸控感測結構包括：多個第一感測電極，配置於該介電層的該第一表面上；多條第一走線，分別與該些第一感測電極電性連接；多個第二感測電極，配置於該介電層的該第二表面上，該些第二感測電極的延伸方向與該些第一感測電極的延伸方向不同；以及多條第二走線，分別與該些第二感測電極電性連接，其中該些第一走線、該些第二走線以及該充電線圈的該轉接部位於該介電層的同一該第二表面上。
一種電子裝置，包括：如申請專利範圍第1~7項任一項所述的觸控及充電元件；以及一殻體，其中該觸控及充電元件配置於該殻體上。
一種電子裝置，包括：如申請專利範圍第1~7項任一項所述的觸控及充電元件；以及一殻體，具有一頂面、相對於該頂面的一底面以及連接於該頂面與該底面之間的一側面，其中該觸控感測結構與該充電線圈配置於一可撓性載板上，該可撓性載板沿著該殻體彎曲，以使該觸控感測結構配置於該殻體的該頂面、該充電線圈配置於該殻體的該側面。
一種電子裝置，包括如申請專利範圍第1~7項任一項所述的觸控及充電元件；以及一殻體，具有一頂面、相對於該頂面的一底面以及連接於該頂面與該底面之間的一側面，其中該觸控感測結構以及該充電線圈配置於一可撓性載板上，該可撓性載板沿著該殻體的該頂表面、該側面以及該底面彎曲，以使該觸控感測結構配置於該殻體的該頂面、該充電線圈配置於該殻體的該底面。