[发明专利]一种高灵敏度石墨烯电容式触摸屏

说明书

[技术领域]

本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种触摸精确度高，结构简单，制作成本低的高灵敏度石墨烯电容式触摸屏。

[背景技术]

触摸屏又称为“触控屏”、“触控面板”，因具有易操作性、直观性和灵活性等优点，已成为个人移动通信设备和综合信息终端如智能手机、平板电脑、智能手机、超级笔记本电脑、可穿戴式设备以及机器设备的操作界面等主要人机交互手段。触摸屏根据不同的工作原理可分为电容触摸屏、电阻触摸屏、红外触摸屏和表面声波触摸屏等四种主要类型。其中电容触摸屏具有多点触控、反应时间快、使用寿命长、透光率高以及用户使用体验优越等一系列优势。同时随着工艺的逐步成熟，良品率得到显著提高，价格日益降低，电容触摸屏目前已成为中小尺寸信息终端触控交互的主要方式。

近年来，石墨烯触摸屏的应用受到了极大关注，尤其在未来的柔性显示、可穿戴式设备等领域拥有广泛的市场前景。但是，现阶段的电容式触摸屏包括石墨烯触摸屏，仅感知屏体所在平面(X，Y轴二维空间)的触摸位置，难以支持垂直于屏体平面(Z轴)的触摸参数感知，即压力的感应。

怎样才能实现水平面以及垂直面的双重感应，是市场所需，也是触摸屏发展的方向。

为了解决上述问题，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。

[发明内容]

为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种触摸精确度高，结构简单，制作成本低的高灵敏度石墨烯电容式触摸屏。

本发明解决技术问题的方案是提供一种高灵敏度石墨烯电容式触摸屏，包括主控芯片、盖板、第一OCA光学胶层、第一石墨烯透明导电薄膜层、第二石墨烯透明导电薄膜层、第一压力感应层、第二压力感应层、第二OCA光学胶层、第一基板以及第二基板；所述第一基板位于第一石墨烯透明导电薄膜层和第二石墨烯透明导电薄膜层之间；所述第一压力感应层设置于第一石墨烯导电薄膜层与第一基板之间，第二压力感应层设置于第二石墨烯透明导电薄膜层与第一基板之间；在所述第一石墨烯透明导电薄膜层与第一压力感应层之间设置第一绝缘材料层；所述第二压力感应层与第一基板之间设置第二绝缘材料层；所述第一OCA光学胶层位于盖板与第一石墨烯导电薄膜层之间，第二OCA光学胶层位于第二基板与第二石墨烯透明导电薄膜层之间，在所述第二OCA光学胶层与第二基板之间设置第三绝缘材料层；所述第一石墨烯透明导电薄膜层中的石墨烯被分割为多条相互等间距且平行的纵向感应区；第二石墨烯透明导电薄膜层被分割为多条相互等间距且平行的横向感应区；且各相邻两纵向感应区之间的间距与各相邻两横向感应区之间的间距相等，该间距的数值范围为0.2-0.3微米；各纵向感应区和横向感应区通过电极连接线与主控芯片相连；所述第一压力感应层和第二压力感应层的压力感应范围为0-100kPa；所述盖板为透明玻璃盖板，且厚度范围为1.5-2.5mm；所述第一石墨烯透明导电薄膜层的厚度范围为0.5-1.5微米；第二石墨烯透明导电薄膜层的厚度范围为0.5-2微米；第一压力感应层和第二压力感应层的厚度范围都为1.5-2微米；所述第一基板的厚度范围为10-15微米；第二基板的厚度范围为25-40微米；第一绝缘材料层的厚度范围为0.2-0.35mm；第二绝缘材料层的厚度范围为0.25-0.4mm；

所述主控芯片连接有电容传感电路，电容传感电路包括复用器、模数转换器以及数字信号处理器，复用器用于接收并储存来自各纵向感应区、横向感应区以及第一压力感应层和第二压力感应层的信号，并通过一个输出通道依次释放信号，模数转换器将复用器释放的信号转换为数字信号，数字信号处理器接收模数转换器转换的数字信号，并滤除噪声，最后计算触摸坐标以及触摸点的压力大小。

优选地，所述第一压力感应层和第二压力感应层为压力敏感性聚合物弹性体；且该压力敏感性聚合物弹性体为PDMS(聚二甲基硅氧烷)、TPU(聚氨酯弹性体)、硅橡胶或聚氨酯橡胶材料中的一种，厚度范围为0.25-0.5微米。

优选地，所述盖板上表面形成有厚度范围为0.15-0.25mm的抗刮层；在所述抗刮层上形成有厚度范围为0.05-0.25mm的抗反射层以及厚度范围为0.35-0.45mm的透明保护膜层。

优选地，所述各纵向感应区和横向感应区上都进行镂空处理；且镂空的形状为圆形；纵向感应区和横向感应区上的圆形镂空区域呈矩形阵列分布；且各纵向感应区和横向感应区上的镂空区域的面积占各纵向感应区和横向感应区原始面积的0.3-0.45。

优选地，所述第一基板和第二基板上都开始有若干个用于穿过电极连接线的通孔。