本實(shí)用新型涉及電子信息技術(shù)觸摸屏領(lǐng)域，特別涉及一種多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏及智能終端。

背景技術(shù)：

觸摸屏又稱為觸控屏、觸控面板，是一種輸入設(shè)備，能夠方便實(shí)現(xiàn)人與智能終端的交互。由于觸摸屏的易操作性、直觀性和靈活性等優(yōu)點(diǎn)，其已成為個(gè)人移動(dòng)通信設(shè)備和綜合信息終端如智能手機(jī)、平板電腦、智能手機(jī)、超級(jí)筆記本電腦、可穿戴式設(shè)備以及機(jī)器設(shè)備的操作界面等主要人機(jī)交互手段。按照工作原理和傳輸介質(zhì)的不同，觸摸屏可以分為電阻式、電容式、表面聲波式和紅外式。其中，電容式觸摸屏因其準(zhǔn)確度高，抗干擾能力強(qiáng)而被廣泛地采用同時(shí)電容觸摸屏具有多點(diǎn)觸控、反應(yīng)時(shí)間快、使用壽命長(zhǎng)、透光率高以及用戶使用體驗(yàn)優(yōu)越等一系列優(yōu)勢(shì)，其是目前主流的觸摸屏技術(shù)，并且應(yīng)用廣泛。而隨著觸摸屏行業(yè)的發(fā)展，電容式觸摸屏的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越突出，人們對(duì)電容式觸摸屏的要求越來(lái)越高，因此，輕、薄、大尺寸、無(wú)邊框、高解析度和靈敏度以及多點(diǎn)觸摸是電容式觸摸屏未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

電容式觸摸屏的感應(yīng)部件為多個(gè)行列電極交錯(cuò)形成的感應(yīng)矩陣(即導(dǎo)電線路層)，即電容式觸摸屏的導(dǎo)電線路層(即觸控層)主要包括層疊設(shè)置的驅(qū)動(dòng)線路層和傳感線路層，且驅(qū)動(dòng)線路層中的驅(qū)動(dòng)電極和傳感線路中的感應(yīng)電極交錯(cuò)設(shè)置，當(dāng)使用者觸摸到觸摸屏?xí)r，行電極或列電極的交叉處感應(yīng)單元的互電容會(huì)產(chǎn)生變化，該變化通過(guò)傳感線路即引線到端口，從而最終檢測(cè)出觸摸點(diǎn)的具體位置。

而目前絕大多數(shù)基于石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的電容式多點(diǎn)觸控壓力成像觸摸屏，其僅僅能夠感知屏體所在平面(X，Y軸二維空間)的觸摸位置，而不能夠 同時(shí)支持垂直于屏體平面(Z軸)的觸摸參數(shù)感知，即壓力的感應(yīng)。近來(lái)，也有人提出了能夠在感知屏體所在屏幕的觸摸位置，也能夠支持垂直于屏體平面的壓力的感應(yīng)的觸摸屏，但其通常采用的方式是在觸控層上設(shè)置壓力傳感器來(lái)感應(yīng)壓力，即將觸控層和壓力感應(yīng)兩者設(shè)置為一體，這就使得不僅僅降低了觸控位置處理的準(zhǔn)確度和壓力傳感的靈敏性，而且不能夠在實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)壓力感應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種多點(diǎn)觸碰成像的石墨烯電容式觸摸屏及智能終端，其不僅能夠感知屏體所在平面的觸摸位置，而且同時(shí)能夠感應(yīng)垂直于屏體平面的觸摸參數(shù)，即壓力的感應(yīng)，從而提高了用戶體驗(yàn)，并且提高了觸控位置及壓力感知處理的精度和靈敏度。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏，其包括：

用于感應(yīng)觸摸位置的多點(diǎn)觸控層，

用于感應(yīng)觸摸壓力的多點(diǎn)壓力傳感層，

用于分隔所述多點(diǎn)觸控層和所述多點(diǎn)壓力傳感層的間隔層，以及與所述多點(diǎn)觸控層和所述多點(diǎn)壓力傳感層電連接的主控電路，其中，

所述多點(diǎn)觸控層、所述間隔層和所述多點(diǎn)壓力傳感層自上而下依次層疊設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述間隔層為用于顯示圖像的顯示模組，所述顯示模組與所述主控電路電連接。

更進(jìn)一步地，所述多點(diǎn)壓力感應(yīng)層包括自上而下依次層疊設(shè)置的電極層、壓力敏感性聚合物彈性體、石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層III和電絕緣性透明基層III。

更進(jìn)一步，所述多點(diǎn)觸控層包括自上而下依次層疊設(shè)置的電絕緣性透明基層I、石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層I、光學(xué)膠層、石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層II和電絕緣性透明基層II。

更進(jìn)一步地，所述石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層I中的石墨烯被分割為多條相互等間距且平行的縱向傳導(dǎo)區(qū)域；石墨烯層透明導(dǎo)電薄膜層II中的石墨烯被分割為多條相互等間距且平等的橫向傳導(dǎo)區(qū)域，則所述石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層I與所述石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層II中垂直相交的上下兩層石墨烯形成多個(gè)觸控點(diǎn)。

更進(jìn)一步地，所述電極層與所述石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層III被分別設(shè)計(jì)成多條相互等間距且平行的縱向或橫向傳導(dǎo)區(qū)域，且所述電極層上的傳導(dǎo)區(qū)域與所述石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層III上的傳導(dǎo)區(qū)域垂直相交形成多個(gè)壓力檢測(cè)觸控點(diǎn)，用于傳輸局部形變引起的局部電容變化。

基于上述的多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏，本實(shí)用新型還提供了一種具有該多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏的智能終端。

本實(shí)用新型的有益之處在于：

本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置多點(diǎn)觸控層和多點(diǎn)壓力傳感層分別感知屏體所在平面(X，Y軸二維空間)的觸摸位置和垂直于屏體平面(Z軸)的觸摸參數(shù)感知，即壓力的感應(yīng)；并且，在兩者之間設(shè)置間隔層，以將該多點(diǎn)觸控層和多點(diǎn)壓力傳感層分隔開(kāi)，從而提高了觸控位置處理的準(zhǔn)確度與壓力傳感的靈敏性；進(jìn)一步地，采用顯示模組作為間隔層，減少了因壓力傳感層中各部分對(duì)光的吸收與散射等所引起的低透光率，從而增加了顯示屏的清晰度，并且該石墨烯電容式觸摸屏能夠具有可折疊、高靈敏度、高準(zhǔn)確度、輕薄、高清晰度、高透光率、高電導(dǎo)率、低成本、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的一種多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為反應(yīng)圖1中石墨烯電容式觸摸屏的石墨烯電路分布圖；

圖3為本實(shí)用新型的一種多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的一種多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏的再一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型通過(guò)分別設(shè)置多點(diǎn)觸控層和多點(diǎn)壓力傳感層，并且兩者之間通過(guò)間隔層進(jìn)行分隔，從而使得多點(diǎn)觸控層能夠單獨(dú)采集屏體平面的觸摸位置信息，而多點(diǎn)壓力傳感層能夠單獨(dú)采集垂直于屏體平面的觸摸壓力參數(shù)，并且，該多點(diǎn)觸控層中設(shè)置有分別被分割為多條相互等間距且平行的縱向傳導(dǎo)區(qū)域和橫向傳導(dǎo)區(qū)域的兩層石墨烯導(dǎo)電薄膜層，從而形成多個(gè)觸控點(diǎn)，而壓力傳感層中設(shè)置有被多條相互等間距且平行的縱向與橫向傳導(dǎo)區(qū)域的電極和石墨烯導(dǎo)電薄膜層，從而形成多個(gè)壓力檢測(cè)觸控點(diǎn)，進(jìn)而提高了觸控位置處理的準(zhǔn)確度與壓力傳感的靈敏性。

本實(shí)用新型中，為了使得顯示屏成像的清晰度，可以另外設(shè)置一個(gè)高透光率的柔性部件或者高透光率的非柔性部件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其透光率需要滿足大于85％；當(dāng)然，為了提高顯示屏的透光率，以及成像清晰度，也可不另外設(shè)置部件作為間隔層，而是直接將顯示模組設(shè)置在觸控層與壓力傳感層之間，即采用顯示模組作為分隔觸控層與壓力傳感層的間隔層，相較于現(xiàn)有技術(shù)中，將顯示模組設(shè)置在最底層的結(jié)構(gòu)，這就大大減少了因壓力傳感層中各部分對(duì)光的吸收與散射等所引起的低透光率，從而增加了顯示屏的清晰度。

實(shí)施例一

參見(jiàn)圖1，為本實(shí)用新型的一種多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地，本實(shí)施例中該多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏，包括自上而下依次層疊設(shè)置的多點(diǎn)觸控層11、多點(diǎn)壓力傳感層12和顯示模組層13，以及與該多點(diǎn)觸控層11、多點(diǎn)壓力傳感層12和顯示模組層13電連接的主控電路(圖1中未示出)，即是說(shuō)本實(shí)施例中，該顯示模組層13 是設(shè)置在觸控層11和壓力傳感層12之間，從而將該多點(diǎn)觸控層11和多點(diǎn)壓力傳感層12分隔開(kāi)，進(jìn)而增加了觸控位置處理的準(zhǔn)確度和壓力傳感的靈敏性。

本實(shí)施例中，該多點(diǎn)觸控層11包括自上而下依次層疊設(shè)置的電絕緣性透明基層I111、石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層I112、OCA(Optically ClearAdhesive)光學(xué)膠層113、石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層II114和電絕緣性透明基層II115；本實(shí)施例中，該石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層I112、II114均是通過(guò)CVD方法制備得到的，并分別大面積轉(zhuǎn)移至上述的電絕緣性透明基層I111、II115(即透明柔性基底，如PET)上，其層數(shù)為1～10層，其方阻為10～1000Ω/□，其透光率為80～97％，在一具體實(shí)施例中，層數(shù)為1層，其方阻～200Ω/sq，透光率范圍為94％；或者，層數(shù)為3層，方阻為100Ω/sq，透光率范圍為89％。

本實(shí)施例中，該多點(diǎn)壓力感應(yīng)層12包括自上而下依次層疊設(shè)置的電極層121、壓力敏感性聚合物彈性體122、石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層III123和電絕緣性透明基層III124；本實(shí)施例中，該石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層III123也通過(guò)CVD方法制備得到的，并大面積轉(zhuǎn)移至上述的電絕緣性透明基層III124(即透明柔性基底，如PET)上，其層數(shù)為1～10層，其方阻為10～1000Ω/sq，其透光率為80～97％，在一具體實(shí)施例中，層數(shù)為1層，其方阻～200Ω/sq，透光率范圍為94％；或者，層數(shù)為3層，方阻為100Ω/sq，透光率范圍為89％；其中，該聚合物彈性體122可采用PDMS、TPU、硅橡膠或聚氨酯橡膠中的任意一種，兩種或者兩種以上的復(fù)合物；且該聚合物彈性體122的厚度為0.1～500um，優(yōu)選地，該聚合物彈性體122采用PDMS材料，厚度為50um；或者，采用TPU材料，厚度為200um。

本實(shí)施例中，該主控電路包括用于采集石墨烯透明導(dǎo)電薄膜I的觸摸位置信息的接口芯片I116，用于采集石墨烯透明導(dǎo)電薄膜II的觸摸位置信息的接口芯片II117，用于采集電極121的變化信息的接口芯片III125，用于采集石墨烯透明導(dǎo)電薄膜III的觸摸壓力信息的接口芯片IV126，以及用于將接口芯片I、II、III、IV所采集的信息進(jìn)行處理得到觸摸位置和觸摸壓力的主控芯片127， 其中，該接口芯片I116與石墨烯透明導(dǎo)電薄膜I電連接，接口芯片II117與石墨烯透明導(dǎo)電薄膜II電連接，接口芯片III125與電極121電連接，接口芯片IV126與石墨烯透明導(dǎo)電薄膜III電連接，且接口芯片I、接口芯片II、接口芯片III、接口芯片IV各自分別與上述的主控芯片127電連接，參見(jiàn)圖2。

進(jìn)一步地，參見(jiàn)圖2，本實(shí)施例中，該多點(diǎn)觸控層11中的該石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層I112中的石墨烯通過(guò)激光刻蝕的方法被分割為多條相互等間距且平行的縱向傳導(dǎo)區(qū)域201；石墨烯層透明導(dǎo)電薄膜層II114中的石墨烯通過(guò)激光刻蝕的方法被分割為多條相互等間距且平等的橫向傳導(dǎo)區(qū)域202；因此，該石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層I與石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層II中垂直相交的上下兩層石墨烯形成了多個(gè)觸碰點(diǎn)(當(dāng)然，本實(shí)施例中，該石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層I112中的石墨烯也可被分割為多條相互等間距且平行的橫向傳導(dǎo)區(qū)域，而石墨烯層透明導(dǎo)電薄膜層II114中的石墨烯則被分割為多條相互等間距且平行的縱向傳導(dǎo)區(qū)域)；并且，其中石墨烯層透明導(dǎo)電薄膜I的縱向傳導(dǎo)區(qū)域201通過(guò)第一外圍電路203與上述的接口芯片I116相連，而石墨烯層透明導(dǎo)電薄膜II的橫向傳導(dǎo)區(qū)域202通過(guò)第二外圍電路205與接口芯片II117相連；即本實(shí)施例中通過(guò)該接口芯片I、II來(lái)采集觸摸點(diǎn)的具體位置信息，并經(jīng)過(guò)主控芯片127數(shù)據(jù)處理得到對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)(x，y)；

而該多點(diǎn)壓力傳感層12中的電極層121則通過(guò)激光刻蝕的方法被分割為多條相互等間距且平行的縱向傳導(dǎo)區(qū)域301；石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層III123通過(guò)激光刻蝕的方法被分割成多條相互等間距且平行的縱向與橫向傳導(dǎo)區(qū)域302，因此，該電極層上的導(dǎo)電層與該石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層III上的導(dǎo)電層垂直相交形成多個(gè)壓力檢測(cè)觸控點(diǎn)，用于傳輸局部形變引起的局部電容變化(當(dāng)然，本實(shí)施例中，該電極層也可被分割為多條相互等間距且平行的橫向傳導(dǎo)區(qū)域，而石墨烯層透明導(dǎo)電薄膜層III123中的石墨烯則被分割為多條相互等間距且平行的縱向傳導(dǎo)區(qū)域)；并且，其中，該電極層的縱向傳導(dǎo)區(qū)域301通過(guò)第三外圍電路303與接口芯片III125相連，該石墨烯透明導(dǎo)電薄膜層III的橫向傳導(dǎo)區(qū)域 302通過(guò)第四外圍電路305與接口芯片IV126相連，即通過(guò)該接口芯片III、IV來(lái)采集該觸摸點(diǎn)的壓力信息，并發(fā)送至主控芯片127進(jìn)行處理處理得到壓力值。

進(jìn)一步地，為了保護(hù)觸摸屏，參見(jiàn)圖3，本實(shí)施例中還可電絕緣性透明基層I上增設(shè)一層蓋板層10，具體地，通過(guò)OCA光學(xué)膠層粘合在該電絕緣性透明基層I上。

實(shí)施例二

本實(shí)施例中的該多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏與上述實(shí)施例一中的觸摸屏相同，即本實(shí)施例中的該觸摸屏包括上述實(shí)施例一中的觸摸屏所包含的各個(gè)部分，其工作原理也相同，因此，相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記，不同的是，本實(shí)施例中，在聚合物彈性體122與電極121相接觸的表面上設(shè)置微納米結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖4。

具體地，本實(shí)施例中，該微納米結(jié)構(gòu)可以呈金字塔形，或呈圓柱形，或呈矩形柱子，或呈正六邊形柱子，或呈圓錐形，其特征尺寸為100nm～500um，高度為100nm～100um，優(yōu)選地，該微納結(jié)構(gòu)為金字塔形，特征尺寸為5um，高度為5um。

當(dāng)然，該微納米結(jié)構(gòu)的形狀不僅限于本實(shí)施例中所提及的形狀，也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置為其它形狀是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的。

實(shí)施例三

基于上述的多點(diǎn)觸壓力成像的石墨烯電容式觸摸屏，本實(shí)用新型還提供了一種智能終端，其包括上述實(shí)施例一或?qū)嵤├械挠|摸屏，因此，這里不再贅述該觸摸屏的具體結(jié)構(gòu)和工作原理。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。