一种蓝宝石基板石墨烯表面式电容屏及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电容式触摸屏的层状结构技术领域。
【背景技术】
[0002]蓝宝石具有硬度大，防刮伤，耐热性好，透光性高和化学性稳定等优点，可以取代传统的玻璃材质制作触摸屏保护基板，满足手机，手表等电子产品防摔防划的需求。石墨烯是由碳原子构成的二维六边形结构，具有良好的透光性、导电性和力学性能，具有高灵敏度、轻薄、高透光率、高导电率和低成本的优点。单层石墨烯透光率达到97.7%，非常适用于透明导电薄膜的研宄。现阶段，制作触摸屏工作层主要利用ITO，而ITO中含有的铟金属在地球上的含量有限，价格昂贵，尤其是毒性很大，使它的应用受到限制。作为碳质材料的新星，石墨烯由于拥有低维度和在低密度的条件下能形成渗透电导网络的特点被认为是ITO的替代材料，应用于触摸屏方面。为此，本方案将蓝宝石和石墨烯合理结合，设计开发了一种新型的蓝宝石基板石墨烯表面式电容屏结构。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种蓝宝石基板石墨烯表面式电容屏及制备方法，将蓝宝石和石墨烯合理的结合，提高了触摸屏表面的耐磨性，石墨烯的应用简化了制作工艺，提高了透光率，降低了制作成本。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种蓝宝石基板石墨烯表面式电容屏，包括从上至下依次包括盖板层、OCA光学胶层、石墨烯导电层和蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上外延生长单层或多层石墨烯导电层，所述石墨烯导电层四周设有金属铜电极，且与石墨烯贴合，所述金属铜电极连接有电极引线，所述金属铜电极通过电极引线能与控制芯片连接。
[0005]进一步的，所述的金属铜电极分四部分，分别贴合在所述石墨烯导电层四边，且在边角处两两之间不连通，每部分的中部位置都连接有电极引线。
[0006]进一步的，所述的金属铜电极分四部分，分别贴合在所述石墨烯导电层四边角，且在每个边中部不连通，每部分的边角位置都连接有电极引线。
[0007]进一步的，所述的金属铜电极为一整体，贴合在所述石墨烯导电层四边，且首尾连通，四个角上都连接有电极引线。
[0008]进一步的，所述蓝宝石衬底为双面抛光的衬底，所述OCA光学胶层厚度为
0.0Ol-lOmm，所述金属铜电极宽度为0.0l-1Omm,所述盖板层由PC材料制成。
[0009]一种蓝宝石基板石墨烯表面式电容屏制备方法，包括以下步骤:
1)选择双面抛光的蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上外延生长单层或多层石墨烯材料，形成石墨烯导电层，石墨烯导电层作为触摸屏导电层，蓝宝石衬底作为基板；
2)在石墨烯导电层的四周镀上狭长的金属铜电极，可根据实际需求加宽或缩窄，金属铜电极连接电极引线； 3)在石墨烯导电层和金属铜电极上覆盖OCA光学胶层，可根据实际需求加厚或减薄；
4)在OCA光学胶层上制作盖板层，从而完成整个蓝宝石基板石墨烯表面式电容屏。
[0010]进一步的，所述的步骤I)中石墨烯导电层还可以通过在其他衬底上生长单层或多层石墨烯再转移至蓝宝石衬底上，或者将氧化的石墨烯旋涂在蓝宝石衬底上。
[0011]进一步的，所述OCA光学胶层厚度为0.0Ol-lOmm，所述金属铜电极宽度为
0.0l-1Omm,所述盖板层由PC材料制成。
[0012]进一步的，所述步骤2)中的金属铜电极连接电极引线，为下列三种方式之一，第一种:所述的金属铜电极分四部分，分别贴合在所述石墨烯导电层四边，且在边角处两两之间不连通，每部分的中部位置都连接有电极引线；第二种:所述的金属铜电极分四部分，分别贴合在所述石墨烯导电层四边角，且在每个边中部不连通，每部分的边角位置都连接有电极引线；第三种:所述的金属铜电极为一整体，贴合在所述石墨烯导电层四边，且首尾连通，四个角上都连接有电极引线。
[0013]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明结合蓝宝石和石墨烯的优点制备了新型投射式电容屏，用新型高硬度的蓝宝石材料做触摸屏保护基板，提高了触摸屏表面的耐磨性；石墨烯取代传统的氧化铟锡(ITO)制备电容屏，石墨烯作为电容屏导电层，石墨烯的应用简化了制作工艺，提高了透光率，降低了制作成本。
[0014]工作时，石墨烯导电层内形成一个低电压交流电池，当用户手指接触该石墨烯电容式触摸屏表面时，手指与石墨烯导电层之间形成一个耦合电容，此刻有一定量的电荷转移到人体，为了恢复电荷损失，电荷从该石墨烯电容式触摸屏的四角补充进来，各方向补充的电荷量和接触点的距离成比例，可由控制芯片推算出接触点的位置。
[0015]本发明的盖板层由PC材料制成；0CA光学胶层作用:一是增加石墨烯导电层与盖板层之间的结合性；二是保护石墨烯免受损伤；三是消除现有技术中生长或者转移后的石墨烯表面凸凹不平和水波纹现象对触摸屏的影响。
[0016]石墨烯导电层的制备方法有三种:第一种是直接在蓝宝石衬底上外延生长石墨烯材料；第二种是在其他衬底上生长石墨烯再转移至蓝宝石衬底上；第三种是氧化石墨烯旋涂在蓝宝石衬底表面；其中，蓝宝石衬底作为基板，石墨烯材料作为导电层制备表面式电容屏。
【附图说明】
[0017]图1是本发明一个实施例的结构示意图；
图2是图1的金属铜电极与电极引线连接方式实施例1的结构示意图；
图3是图1的金属铜电极与电极引线连接方式实施例2的结构示意图；
图4是图1的金属铜电极与电极引线连接方式实施例3的结构示意图；
其中，I蓝宝石衬底，2石墨烯导电层，30CA光学胶层，4盖板层，5金属铜电极，6电极引线。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]如图1所示，本发明是一种蓝宝石基板石墨烯表面式电容屏，包括从上至下依次包括盖板层4、OCA光学胶层3、石墨烯导电层2和蓝宝石衬底1，在所述蓝宝石衬底I上外延生长单层或多层石墨烯导电层2，所述石墨烯导电层2四周设有金属铜电极5，且与石墨烯贴合，所述金属铜电极5连接有电极引线6，所述金属铜电极5通过电极引线6能与控制芯片连接。
[0020]如图2所示，本发明所述的金属铜电极5分四部分，分别贴合在所述石墨烯导电层2四边，且在边角处两两之间不连通，每部分的中部位置都连接有电极引线6。
[0021]如图3所示，本发明所述的金属铜电极5分四部分，分别贴合在所述石墨烯导电层2四边角，且在每个边中部不连通，每部分的边角位置都连接有电极引线6。
[0022]如图4所示，本发明所述的金属铜电极5为一整体，贴合在所述石墨烯导电层2四边，且首尾连通，四个角上都连接有电极引线6。
[0023]所述蓝宝石衬底I为双面抛光的衬底，所述OCA光学胶层3厚度为0.001_10mm，所述金属铜电极5宽度为0