CN108600487A - 石墨烯柔性轻量化智能手机壳 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种石墨烯柔性轻量化智能手机壳,包含硅胶模壳层、屏幕框架、控制单元、微型超级电容膜层和外层保护膜。本发明结构紧凑，体积轻薄，柔性材质抗冲击，能在保护手机的同时发挥更多的功能，通过本发明的石墨烯屏幕可以实现显示屏拓展，以及手机壳图案的自定义选择，同时采用无线供能极大简便了其使用，并且必要时能作为移动式充电设备，为手机供能。
Description
技术领域
本发明涉及消费和移动通讯领域，尤其涉及一种石墨烯柔性轻量化智能手机壳。
背景技术
伴随着手机的大量普及，手机配件的发展越来越快。其中，手机壳可以为手机提供防护，特别是减少手机跌落带来的损坏。出于对手机的保护需求，手机壳几乎成为手机必备配件，但传统的手机壳仅有保护手机的功能，仍然有大量利用空间未被开发利用。
用户对于手机配件的需求和依赖与日俱增，传统手机壳图案单一，无法满足人们尤其是年轻人对于个性化的追求。另外，将手机背面拓展为第二屏幕可以轻松实现一机多用的功能，一些厂商也推出了相关的双屏幕手机产品。此外，便携式充电设备（俗称充电宝）也成了人们出行必带的手机配件之一。
若将上述手机拓展功能以及配件融为一体，将大大提升用户对于手机的使用体验。但是传统的技术或者产品例如带显示屏的太阳能手机壳、或者带电子墨水屏幕的充电手机壳，存在充电效率低下、体积过于庞大、硬质材质不抗冲击、传输依赖有线（USB）连接等问题，严重影响用户的使用。
对此，本发明将有效的融合上述手机拓展功能以及配件，提出一种石墨烯柔性轻量化智能手机壳。
发明内容
本发明的目的：提供一种石墨烯柔性轻量化智能手机壳，同时具备手机保护壳、拓展显示屏以及移动充电设备等功能。
本发明的技术方案：
一种石墨烯柔性轻量化智能手机壳，包括硅胶模壳层，屏幕框架，控制单元，微型超级电容膜层，外层保护膜；所述屏幕框架由石墨烯电子显示屏和驱动模块组成，置于硅胶模壳层和外层保护膜之间，与控制单元相连；所述控制单元包含数据接收模块和无线供能模块；置于硅胶模壳层和外层保护膜之间，与微型超级电容膜层相连；所述微型超级电容膜层置于屏幕框架与硅胶模壳层之间。
所述的屏幕框架主体柔性石墨烯屏，可做到完全弯曲，贴合手机表面实现全覆盖。仅有0.34nm厚度的石墨烯相较于传统LED和LCD屏幕有着高柔性、高强度、高透明度、极好的电学和热学性能、很大的比表面积等等优势，触控性能、待机时间、导热性能都得以提高。可以做到完全的柔性，透光率比传统材料的透光率更高，显示更加清晰。
所述微型超级电容膜层中的微型超级电容器作为新型储能器件具有功率密度高，循环寿命长，充放电速率快，容易集成到微纳电子系统中作为电源等优点，是一种重要的能源存储装置。
所述外层保护膜为透明EVA类柔性材料或钢化膜材料，同时具备高透光及高强度的优点。
所述硅胶模壳层可根据不同手机型号尺寸制作，整体呈曲面，可贴合手机背部与侧边，与手机匹配良好。
进一步的，所述数据接收模块采用石墨烯集成电路或普通集成电路。
进一步的，所述数据接收模块包含处理器芯片，采用近场通信（near fieldcommunication，NFC）技术或传统通信接口，蓝牙以及 Wi-Fi 模块中的一种或者两种及以上的组合，与手机进行数据连接。
进一步的，所述无线供能模块利用NFC技术或磁共振无线技术，iNPOFi或Wi-Po等无线充电技术进行电能的传输。
进一步的，所述无线供能模块可利用无线充电技术，从外界具备NFC技术或磁共振无线技术，iNPOFi或Wi-Po等无线充电技术的设备如手机或无线充电器，获取电能。
进一步的，所述微型超级电容膜层用于存储无线供能模块所传输的电能。
进一步的，所述无线供能模块可以利用无线充电技术直接驱动屏幕框架正常工作，并同时为微型超级电容膜层充电。
进一步的，所述无线供能模块可以从已充电的微型超级电容膜层中获取电能，驱动屏幕框架正常工作。
进一步的，微型超级电容膜层可为屏幕框架供电，也可通过无线供能模块，利用无线充电技术，反向对手机进行充电。
本发明的优点：本发明结构紧凑，体积轻薄，柔性材质抗冲击，能在保护手机的同时发挥更多的功能，通过本发明的石墨烯屏幕可以实现显示屏拓展，以及手机壳图案的自定义选择，同时采用无线供能极大简便了其使用，并且必要时能对手机进行反向充电充当充电宝供能，更加优化了手机的使用体验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的结构简图。
图2是本发明的电气原理简图。
附图标记：
1——硅胶模壳层；2——微型超级电容膜层； 3——石墨烯电子显示屏；4——驱动模块；5——控制单元；6——外层保护膜。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举最佳实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明的石墨烯柔性轻量化智能手机壳包含：硅胶模壳层1，屏幕框架，控制单元5，微型超级电容膜层2，外层保护膜6；所述屏幕框架由石墨烯电子显示屏3和驱动模块4组成，置于硅胶模壳层1和外层保护膜6之间，与控制单元5相连；所述控制单元5包含数据接收模块和无线供能模块；置于硅胶模壳层1和外层保护膜6之间，与微型超级电容膜层2相连；所述微型超级电容膜层2置于屏幕框架与硅胶模壳层1之间。
进一步的，所述数据接收模块采用石墨烯集成电路或普通集成电路。
进一步的，所述数据接收模块包含处理器芯片，采用近场通信（near fieldcommunication，NFC）技术或传统通信接口，蓝牙以及 Wi-Fi 模块中的一种或者两种及以上的组合，与手机进行数据连接。
进一步的，所述无线供能模块利用NFC技术或磁共振无线技术，iNPOFi或Wi-Po等无线充电技术进行电能的传输。
进一步的，所述无线供能模块可利用无线充电技术，从外界具备NFC技术或磁共振无线技术，iNPOFi或Wi-Po等无线充电技术的设备如手机或无线充电器，获取电能。
进一步的，所述微型超级电容膜层2用于存储无线供能模块所传输的电能。
进一步的，所述无线供能模块可以利用无线充电技术直接驱动屏幕框架正常工作，并同时为微型超级电容膜层2充电。
进一步的，所述无线供能模块可以从已充电的微型超级电容膜层2中获取电能，驱动屏幕框架正常工作。
进一步的，微型超级电容膜层2可为屏幕框架供电，也可通过无线供能模块，利用无线充电技术，反向对手机进行充电。
本实施例中，所述的屏幕框架主体为石墨烯电子显示屏3；石墨烯的电阻率比传统材料电阻率更低，触控起来更加灵敏。
仅有0.34nm厚度的石墨烯相较于传统LED和LCD屏幕有着高柔性、高强度、高透明度、极好的电学和热学性能、很大的比表面积等等优势，触控性能、待机时间、导热性能都得以提高。可以做到完全的柔性，透光率比传统材料的透光率更高，显示更加清晰。
由于其本身就有相当大的韧性柔性，抗摔能力极佳，可做到完全弯曲，贴合手机表面实现全覆盖。同时结合硅胶模壳层1和外层保护膜6组成的全覆盖式结构，使得手机壳整体的防护性能大大加强。同时可实现触屏滑动更换图片的效果。
所述微型超级电容膜层2中的微型超级电容器作为新型储能器件具有功率密度高，循环寿命长，充放电速率快，容易集成到微纳电子系统中作为电源等优点，是一种重要的能源存储装置。
所述外层保护膜6为透明EVA类柔性材料或钢化膜材料，同时具备高透光及高强度的优点。
所述硅胶模壳层1可根据不同手机型号尺寸制作，整体呈曲面，可贴合手机背部与侧边，与手机匹配良好。
本发明通过接收手机发送的图片文字等信息将其显示在屏幕上，用户可以将喜欢的手机外壳图案下载在手机中，并配套的APP自定义更换喜欢的外壳图案，也可以自定义更换的时间和频率；也可以选择显示手机上的其他信息如日历天气等实时显示，使手机壳变得千变万化、绚丽多彩、个性十足。
如图 1 所示，本实施例中控制单元5包含数据接收模块和无线供能模块，其中数据接收模块设有与手机进行数据连接的接收端和处理器芯片，置于屏幕旁；数据接收模块可为石墨烯集成电路或普通集成电路；若为石墨烯集成电路可与屏幕电路一体化；具体为采用NFC技术或传统通信接口，蓝牙模块以及 Wi-Fi 模块中的一种或者两种及以上的组合，含有包含RAM等在内的处理器芯片，接收传输的文字图片并进行储存。
NFC技术是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能交换数据，一般可以达到13.56MHz频率运行于20厘米距离内。
用户可以将手机中存储的相应格式的图片作为外壳图案，通过相配套的APP与数据接收模块连接传输，显示在显示屏，其屏幕亮度、自动更换、手动触屏更换以及屏幕开关都可以根据用户的实际需要进行相应的设置；也可以在APP中选择想要显示的信息进行实时显示。
在本实施例中，可采用NFC线圈无线充电供能或以磁感线圈为主体进行磁共振无线充电。
采用NFC线圈无线充电供能利用手机作为发射端，接收端为NFC线圈天线，在同频上产生谐振传输能量。
磁共振充电则主要利用iNPOFi或Wi-Po技术无线技术，利用手机本体磁场作或外置设备为发射端为壳体内部接收端供能进而驱动屏幕。iNPOFi智能无辐射技术与现有其他的无线充电技术相比辐射极低，采用电场脉冲模式，该技术充电传输效率高达90%以上，彻底改变了传统无线充电最高70%以下电转换低效率问题；在智能管理方面，采用芯片适配管理技术，其中包括：自动开启、关闭充电过程；自动适配需要的电压、电流，管理充电过程，以确保较高的充电效率。在安全性方面，同时考虑到了各种弱电充电中的安全性问题，如静电ESD保护、防过充、防冲击等等，甚至若受电设备自身电源管理出现问题时，可以通过iNPOFi芯片自动熔断保护电子设备不被损坏。
本实施例中iNPOFi可以一颗极小的芯片为核心作为接收端，实现了超微化设计，可以方便的集成到屏幕框架旁。
两种方式下手机壳不需要插上任何连接线。供能方式支持低电压供电，实现低温充电，有效保障成功点效率接近有线充电和设备使用安全及寿命。
无线充电所得电能储存在微型超级电容膜层2的电容中，可为石墨烯或碳纳米管材质的微型超级电容。微型超级电容（MSCs）作为新型储能器件具有功率密度高，循环寿命长，充放电速率快，易集成到微纳电子系统中作为电源等优点；
本实施例中可用石墨烯薄膜组装的微型超级电容，石墨烯薄膜的电阻仅有420方阻。由该薄膜组装而成的全固态柔性超级电容器具有较高的体积电容值、良好的电机械稳定性。该薄膜电容值保留高，能为屏幕提供充足的电能，不消耗手机电池电量。
最后说明的是，以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围。对本领域技术人员而言，在没有偏离所附权利要求书中阐明的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：包括硅胶模壳层,屏幕框架，控制单元，微型超级电容膜层，外层保护膜；
所述屏幕框架由石墨烯电子显示屏和驱动模块组成，置于硅胶模壳层和外层保护膜之间，与控制单元相连；
所述控制单元包含数据接收模块和无线供能模块；置于硅胶模壳层和外层保护膜之间，与微型超级电容膜层相连；
所述微型超级电容膜层置于屏幕框架与硅胶模壳层之间。
2.根据权利要求 1 所述的石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：所述数据接收模块采用石墨烯集成电路或普通集成电路。
3.根据权利要求 1 所述的石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：所述数据接收模块包含处理器芯片，采用近场通信（NFC）技术或传统通信接口，蓝牙以及 Wi-Fi 模块中的一种或者两种及以上的组合，与手机进行数据连接。
4.根据权利要求 1 所述的石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：所述无线供能模块利用NFC技术或磁共振无线技术（iNPOFi或Wi-Po）等无线充电技术进行电能的传输。
5.根据权利要求 4 所述的石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：所述无线供能模块可利用无线充电技术，从外界具备NFC技术或磁共振无线技术（iNPOFi或Wi-Po）等无线充电技术的设备如手机或无线充电器，获取电能。
6.根据权利要求 1 所述的石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：所述微型超级电容膜层用于存储无线供能模块所传输的电能。
7.根据权利要求 1 所述的石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：所述无线供能模块可以利用无线充电技术直接驱动屏幕框架正常工作，并同时为微型超级电容膜层充电。
8.根据权利要求 1 所述的石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：所述无线供能模块可以从已充电的微型超级电容膜层中获取电能，驱动屏幕框架正常工作。
9.根据权利要求 1 所述的石墨烯柔性轻量化智能手机壳，其特征在于：微型超级电容膜层可为屏幕框架供电，也可通过无线供能模块，利用无线充电技术，反向为手机充电。
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