一种压力传感电容式复合触摸屏制造技术

本实用新型专利技术公开了一种压力传感电容式复合触摸屏，包括基底、控制器、第一石墨烯膜、第二石墨烯膜、PVDF透明膜、粘胶和电极，所述基底、第一石墨烯膜、粘胶、第二石墨烯膜和PVDF透明膜依次固定层叠，所述电极分别连接在第一石墨烯膜的两侧和第二石墨烯膜的两侧，所述控制器与电极连接。本实用新型专利技术通过将石墨烯与压电材料PVDF薄膜复合，能够形成一个压力感应信号更强，灵敏性更高的压力传感系统来实现3D‑touch。

【技术实现步骤摘要】
一种压力传感电容式复合触摸屏
本技术属于触摸屏领域，尤其涉及一种压力传感电容式复合触摸屏，具体而言是一种由石墨烯与PVDF薄膜复合的压力传感电容式复合触摸屏。
技术介绍
触摸式输入方式从电阻屏开始，电容屏的大规模应用则更大程度的提高了电子产品输入的便利性。从苹果智能手机首次应用电容屏开始，电容屏经历了爆炸式的发展，其市场规模不断扩大。目前，电容屏市场由于供大于求，产品价格不断下降，利润持续降低。从而造成了大批小规模的电容屏生产厂商倒闭。且不管是电阻屏还是电容屏，都是一种二维的输入方式，我们只能定位平面上的位置。目前又兴起了3D-touch的概念，即既可以感知二维平面位置输入，又能感知压力大小的触摸方式。目前主要有以下两种实现方式，第一是通过不同的按压面积来判定压力大小，第二种方法时利用石墨烯的压变电阻特性，使石墨烯透明导电薄膜既感知二维平面位置也感知压力大小的方法实现。很明显，第一种方式实现的所谓3D-touch可操作性较差；而第二种方式，因石墨烯透明导电薄膜的压变电阻最大为20%，导致其在灵敏性方面存在缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种压力传感电容式复合触摸屏，本技术通过将石墨烯与压电材料PVDF薄膜复合，能够形成一个压力感应信号更强，灵敏性更高的压力传感系统来实现3D-touch。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种压力传感电容式复合触摸屏，其特征在于：包括基底、控制器、第一石墨烯膜、第二石墨烯膜、PVDF透明膜、粘胶和电极，所述基底、第一石墨烯膜、粘胶、第二石墨烯膜和PVDF透明膜依次固定层叠，所述电极分别连接在第一石墨烯膜的两侧和第二石墨烯膜的两侧，所述控制器与电极连接。所述第一石墨烯膜上和第二石墨烯膜上分别刻蚀有X轴轴向线路和Y轴轴向线路，且第一石墨烯膜上的X轴轴向线路和第二石墨烯膜上的Y轴轴向线路相对应。所述PVDF透明膜的厚度小于100nm，透光率大于90%。所述电极上刻蚀有电路。所述电极由银、银浆、铜、镍、金、铝、钛合金或镍合金通过印刷、溅射或沉积的方式制成。采用本技术的优点在于：一、本技术通过将石墨烯与压电材料PVDF薄膜复合，能够形成一个压力感应信号更强，灵敏性更高的压力传感系统来实现3D-touch。它不仅能够实现在平面上定位手指触摸的具体位置，同时在第三维度上，通过对手指按下不同压力的检测，能实现三维的信号输入。二、本技术利用PVDF薄膜和石墨烯导电膜的独特性质，设计了相应的触摸屏结构，从而实现了3D-touch的功能，它不仅能够实现在平面上定位手指触摸的具体位置，同时在第三维度上，通过对手指按下不同压力的检测，能实现三维的信号输入。当手指触摸时，触摸屏先根据电容的变化感知位置，当增加一定的压力后，PVDF薄膜产生出一个电压，电容感知到并形成信号。且不同的压力状态下，电压的变化程度不同；通过检测电信号的变化情况，我们即可判断出压力的大小，从而实现第三维度信息的输入。三、本技术的灵敏性高，PVDF薄膜的压电应变常数为21±1PC/N,因此压力传感较为灵敏。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中标号为：1、基底，2、第一石墨烯膜，3、电极，4、粘胶，5、第二石墨烯膜，6、PVDF透明膜，7、控制器。具体实施方式一种压力传感电容式复合触摸屏，包括基底1、控制器7、第一石墨烯膜2、第二石墨烯膜5、PVDF透明膜6、粘胶4和电极3，所述基底1、第一石墨烯膜2、粘胶4、第二石墨烯膜5和PVDF透明膜6依次固定层叠，所述电极3分别设置在基底1上和PVDF透明膜6上，且电极3分别连接在第一石墨烯膜2的两侧和第二石墨烯膜5的两侧，所述控制器7与电极3连接。所述第一石墨烯膜2上和第二石墨烯膜5上分别刻蚀有X轴轴向线路和Y轴轴向线路，且第一石墨烯膜2上的X轴轴向线路和第二石墨烯膜5上的Y轴轴向线路相对应，用于确定触摸时的平面坐标。所述电极3由银、银浆、铜、镍、金、铝、钛合金或镍合金通过印刷、溅射或沉积的方式制成，且所述电极3上刻蚀有设定电路。所述PVDF透明膜6的厚度小于100nm，透光率大于90%。所述粘胶4为OCA光学胶。本技术中，所述第一石墨烯膜2和第二石墨烯膜5均是由一层石墨烯、两层石墨烯、少数层石墨烯或三维石墨烯材料制成的导电薄膜。所述基底1采用PET、PMMA、PDMS、PEN或玻璃制成。本技术中，所述电极3上刻蚀的电路为检测电路和进一步的检测电压变化量的电路,并与刻蚀在石墨烯膜上的轴向线路相连接。本技术中，当没有手指按压时，石墨烯与PVDF透明膜6处于平衡状态，石墨烯的电容处于平衡状态。当手指触摸到PVDF透明膜6后，手指的电容会叠加到石墨烯上，根据电容变化，控制器7计算出触摸位置；当手指进一步加压，PVDF透明膜6产生出一个电压信号，这个电压信号将进一步叠加到石墨烯电容上，控制器7根据算法即可判断出压力大小，从而实现三维信息的输入。本技术的实现方法为：1、采用化学气相淀积的方式在金属上生长石墨烯导电膜，将石墨烯导电膜分别转移到基底1和PVDF透明膜6上形成第一石墨烯膜2和第二石墨烯膜5，并在第一石墨烯膜2和第二石墨烯膜5的两侧制备导电的金属电极3。2、采用激光刻蚀方法分别在第一石墨烯膜2和第二石墨烯膜5上刻蚀设定的X轴轴向线路和Y轴轴向线路，以实现石墨烯导电薄膜的图形化。3、采用刻蚀方法将电极3刻蚀为设定电路，并在电路中设计电容式触控屏信号电路。4、通过粘胶4将第二石墨烯膜5贴合到第一石墨烯膜2上，形成基底1、第一石墨烯膜2、粘胶4、第二石墨烯膜5和PVDF透明膜6依次固定层叠的结构，将电极3与控制器7连接，以实现石墨烯压力传感器设计。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感电容式复合触摸屏，其特征在于：包括基底（1）、控制器（7）、第一石墨烯膜（2）、第二石墨烯膜（5）、PVDF透明膜（6）、粘胶（4）和电极（3），所述基底（1）、第一石墨烯膜（2）、粘胶（4）、第二石墨烯膜（5）和PVDF透明膜（6）依次固定层叠，所述电极（3）分别连接在第一石墨烯膜（2）的两侧和第二石墨烯膜（5）的两侧，所述控制器（7）与电极（3）连接。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感电容式复合触摸屏，其特征在于：包括基底（1）、控制器（7）、第一石墨烯膜（2）、第二石墨烯膜（5）、PVDF透明膜（6）、粘胶（4）和电极（3），所述基底（1）、第一石墨烯膜（2）、粘胶（4）、第二石墨烯膜（5）和PVDF透明膜（6）依次固定层叠，所述电极（3）分别连接在第一石墨烯膜（2）的两侧和第二石墨烯膜（5）的两侧，所述控制器（7）与电极（3）连接。2.如权利要求1所述的一种压力传感电容式复合触摸屏，其特征在于：所述第一石墨烯膜（2）上和第二石墨烯膜（5）上分别刻蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟舜禹，姚林，高华，黄全国，
申请(专利权)人：德阳烯碳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51