CN102053739B - 触摸屏输入指套 - Google Patents

Abstract

一种触摸屏输入指套，其包括：一手指套筒；一输入端，所述输入端设置于该手指套筒；其中，所述输入端包括一支撑体及设置在该支撑体表面的导电层，所述导电层为一碳纳米管复合材料层，该碳纳米管复合材料层包括多个碳纳米管以及包覆在每根碳纳米管的表面的导电材料层，在使用时，所述导电层与手指电连接。

Description

触摸屏输入指套

技术领域

本发明涉及一种触摸屏输入指套。

背景技术

近年来，伴随着移动电话与触摸导航***等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶等显示设备的前面安装透光性的触摸屏的电子设备逐步增加。这样的电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的显示设备的显示内容进行视觉确认，一边按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作电子设备的各种功能。

对于电容式触摸屏，需要通过触摸笔或者手指触摸屏幕进行操作。当用手指操作时，手指上的油质很容易在触摸屏上留下印记，弄脏触摸屏。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种触摸屏输入指套，该触摸屏输入指套在使用时不会破坏触摸屏。

一种触摸屏输入指套，其包括：一手指套筒；一输入端，所述输入端设置于该手指套筒；其中，所述输入端包括一支撑体及设置在该支撑体表面的导电层，所述导电层为一碳纳米管复合材料层，该碳纳米管复合材料层包括多个碳纳米管以及包覆在每根碳纳米管的表面的导电材料层，在使用时，所述导电层与手指电连接。

与现有技术相比较，本发明提供的触摸屏具有以下优点：首先，指套在使用时，利用输入端向触摸屏输入信息，不会对触摸屏造成破坏；其次，由于输入端与触摸屏的接触面积较小，可以灵敏的操作较小的按键；再次，由于该触摸屏指套在使用时可以套在一个手指上操作，无需两只手同时操作触摸屏，可以实现一只手操作触摸屏。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的触摸屏输入指套的剖面示意图。

图2为本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的石墨烯的结构示意图。

图3是本发明第一实施例中触摸屏输入指套采用碳纳米管阵列设置于支撑体表面作为导电层的结构示意图。

图4是本发明第一实施例中触摸屏输入指套采用碳纳米管层设置于支撑体表面作为导电层的结构示意图。

图5是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。

图6是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的碳纳米管絮化膜的扫描电镜照片。

图7是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的碳纳米管碾压膜的扫描电镜照片。

图8是本发明第一实施例中触摸屏输入指套采用一根碳纳米管线状结构设置于支撑体表面作为导电层的结构示意图。

图9是本发明第一实施例中触摸屏输入指套采用多根碳纳米管线状结构设置于支撑体表面作为导电层的结构示意图。

图10是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的包括多根相互平行的碳纳米管线的碳纳米管线状结构的结构示意图。

图11是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的包括多根相互缠绕的碳纳米管线的碳纳米管线状结构的结构示意图。

图12是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图13是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图14是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的碳纳米管高分子复合材料的结构示意图。

图15是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的高分子材料包覆碳纳米管阵列形成的高分子复合材料的结构示意图。

图16是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的高分子材料填充于碳纳米管阵列的缝隙中形成的高分子复合材料的结构示意图。

图17是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的碳纳米管层与高分子材料形成的高分子复合材料的结构示意图。

图18是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的碳纳米管线状结构与高分子材料形成的高分子复合材料的结构示意图。

图19是本发明第一实施例中触摸屏输入指套的导电层所采用的石墨烯高分子复合材料的结构示意图。

图20为本发明第二实施例提供的触摸屏输入指套的结构示意图。

图21为本发明第三实施例第一种情况提供的触摸屏输入指套的结构示意图。

图22为本发明第三实施例第二种情况提供的触摸屏输入指套的结构示意图。

图23为本发明第三实施例第三种情况提供的触摸屏输入指套的结构示意图。

图24为本发明第三实施例第四种情况提供的触摸屏输入指套的结构示意图。

图25为本发明第四实施例提供的触摸屏输入指套的结构示意图。

图26为本发明第五实施例提供的触摸屏输入指套的结构示意图。

图27为本发明第五实施例提供的由一根碳纳米管线状结构构成的输入端的结构示意图。

图28为本发明第五实施例提供的由多根碳纳米管线状结构构成的输入端的结构示意图。

图29为本发明第六实施例提供的触摸屏输入指套的结构示意图。

主要元件符号说明

触摸屏输入指套            10，20，30，40，50，60

手指套筒                  12，22，32，42，52，62

输入端                    14，54，64

第一部分                  142，542

第二部分                  144，544

缝隙                      16，56

支撑体                    146

导电层                          148，248，348

碳纳米管线状结构                150

碳纳米管线                      152

碳纳米管                        122

高分子基体                      124

碳纳米管阵列                    154

高分子基体                      156

碳纳米管层                      158

碳纳米管复合线状结构            160

石墨烯                          128

石墨烯高分子复合材料层          130

通孔                            220

导电连接部                      240

网格                            322

经线                            324，424

纬线                            326，426

结点                            3240，4240

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明触摸屏输入指套作进一步的详细说明。

请参见图1，本发明第一实施例提供一种触摸屏输入指套10，其包括一手指套筒12及一输入端14，所述输入端14与手指套筒12可拆卸的相互连接在一起，整体上呈一端封闭另一端敞开形态，所述输入端14位于该封闭端处，使用时使人的手指能够与该输入端14电连接。

所述手指套筒12的材料为柔性材料，可以为柔性导电材料，也可以为柔性绝缘材料。所述柔性绝缘材料包括树脂、橡胶、塑料和柔性纤维。所述柔性导电材料可以为导电高分子材料，也可以为在柔性绝缘材料中加入金属颗粒形成的导电材料。所述手指套筒12为一筒状结构，可以是两端都敞开的，也可以是一端封闭另一端敞开的。如果手指套筒12的材料为绝缘材料，那么需要将输入端14以与手指能够接触的方式安装在手指套筒12上。当手指套筒12的两端敞开状态下，将输入端14直接固定在手指套筒12的一端即可，此时手指可以直接与输入端14接触；当手指套筒12的一端封闭状态下，需要在封闭端处开设至少一通孔，将输入端14设置在该封闭端内壁面或者外壁面上，此时手指可以直接接触于输入端14或者通过该孔接触于输入端14。本实施例中，所述手指套筒12为两端敞开的，所述手指套筒12是用于将输入端14固定在操作触摸屏的手指上并使手指与输入端14电连接，其内径的大小由手指的粗细决定，一般略小于手指的直径，手指套筒12本身具有一定的弹性，可以固定在手指上。手指套筒12的壁厚可以选择为0.1毫米至2毫米。

所述输入端14用于传导触摸屏屏幕与手指之间的电流，从而使触摸屏输入指套10向触摸屏输入信号。所述输入端14的形状不限，可以为球形、锥形、椭球形或其它不规则形状。所述输入端14可以通过卡扣、过盈配合等机械方式或者热压、粘结剂等物理化学方式固定于所述手指套筒12的一端。本实施例中，所述输入端14通过粘结剂与手指套筒12固定。所述输入端14按照与手指套筒12的位置关系可以分为第一部分142及第二部分144。所述第一部分位于手指套筒12的内部，用于与手指相互接触。所述第二部分144位于手指套筒12的外部，用于向触摸屏输入信号。所述第一部分142与手指接触的表面可以具有一定的曲面，使使用者的手指的指腹与该曲面接触时具有更好的触感。所述第二部分144可具有一尖端或凸起结构，便于操作较小的按键。可选择地，在输入端14与手指套筒12相接触的侧面还可以包括一缝隙16，该缝隙16用于容纳手指甲，使人在使用该触摸屏输入指套时更加舒适。

本实施例中，所述输入端14包括一支撑体146及设置于支撑体146表面的导电层148。支撑体146可以为空心结构，也可以为实心结构。所述支撑体146的材料不限，可以由硬性材料或柔性材料制成。当该支撑体146的材料选择硬性材料时，其可以为陶瓷、玻璃、树脂、石英、塑料等中的一种或几种。当支撑体146选择柔性材料时，其可以为树脂、橡胶、塑料或柔性纤维等中的一种或几种。所述支撑体146还可以为导电高分子材料，导电高分子材料具有较高的介电常数，用作支撑体146时，可以使输入端14本身具有较大的电容。所述导电高分子材料可以为聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。所述支撑体146还可以为具有较高介电常数的液体，如水、离子溶液。当支撑体146采用液体时，可以使输入端14具有一定的柔性，该触摸屏输入指套10与触摸屏接触时，不会对屏幕造成划伤。当支撑体146为空心结构时，可以使该输入端14的质量较轻，且可以节省材料。当支撑体146的材料为柔性材料时，输入端14可以具有一定的柔性，对触摸屏具有一定的保护作用，且输入端14具有一定的耐弯折性能，可以提高输入端14的寿命。同时，由于输入端14具有一定的柔性，可以通过触摸压力来控制输入端14与触摸屏之间的接触面积的大小，从而控制输入信号。

所述导电层148为由导电材料构成，其作为用于传导触摸屏屏幕与手指之间的电流，从而使触摸屏输入指套10向触摸屏输入信号。即，使用时，触摸屏输入指套10的导电层148与使用者手指电连接。

所述导电层148可以为一石墨烯层。请参见图2，石墨烯是由多个六元环型的碳原子构成的片层状结构。石墨烯覆盖在支撑体146的表面构成石墨烯层，该石墨烯层中的石墨烯通过范德华力相互连接。该石墨烯层中的石墨烯的排列方式可以为相互交叠设置、并列设置或者相互重合设置。石墨烯具有良好的导电性能，其在室温下传递电子的速度非常快。所述石墨烯的厚度小于等于100纳米，本实施例中，石墨烯的厚度为0.5纳米至100纳米。所述石墨烯层的厚度为单层石墨烯的厚度至1毫米。本实施例中，采用化学分散法制备石墨烯材料。化学分散法是将氧化石墨与水按照1mg∶1mL的比例混合，用超声波振荡至溶液清晰无颗粒状物质，加入适量肼在100℃回流24h，产生黑色颗粒状沉淀，过滤、烘干即得石墨烯粉末。制得石墨烯之后，将支撑体146放入石墨烯粉末中，由于石墨烯为纳米材料，本身具有一定的粘附力，可以粘附在支撑体146的表面，形成导电层148。可以理解，石墨烯也可以通过粘结剂固定于支撑体146的表面。石墨烯是纳米材料，具有较高的比表面积，作为导电层148使用时，导电层148与触摸屏直接接触，由于石墨烯的比表面积较大，可以与触摸屏之间产生较大的电容，因此，可以使该触摸屏输入指套10具有较高的灵敏度。且，石墨烯较光滑，具有较小的摩擦系数，在使用时不会对触摸屏的屏幕造成伤害。

所述导电层148还可以为一碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括多个均匀分布的碳纳米管。该碳纳米管可以为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或几种。该碳纳米管结构可以为一由碳纳米管构成的纯碳纳米管结构。所述碳纳米管结构中的碳纳米管之间可以通过范德华力紧密结合。该碳纳米管结构中的碳纳米管为无序或有序排列。这里的无序排列指碳纳米管的排列方向无规律，这里的有序排列指至少多数碳纳米管的排列方向具有一定规律。具体地，当碳纳米管结构包括无序排列的碳纳米管时，碳纳米管可以相互缠绕或者各向同性排列；当碳纳米管结构包括有序排列的碳纳米管时，碳纳米管沿一个方向或者多个方向择优取向排列。碳纳米管结构中的碳纳米管之间存在间隙，因此，碳纳米管结构包括多个微孔。所述微孔的孔径小于等于10微米。所述碳纳米管结构的厚度为100纳米～1毫米。由于碳纳米管结构中每个碳纳米管具有较大的比表面积，碳纳米管结构具有较大的比表面积，在其与触摸屏接触时，可以产生较大的接触电容，可以使该触摸屏输入指套10具有较高的灵敏度。且，碳纳米管比较光滑，具有较小的摩擦系数，在使用时不会对触摸屏的屏幕造成伤害。

请参见图3，所述碳纳米管结构可以为一碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列设置于支撑体146的表面。该碳纳米管阵列中的碳纳米管的根部固定于支撑体146的表面，碳纳米管的端部朝向远离支撑体146的表面的方向延伸。所述碳纳纳米管阵列中的碳纳米管与支撑体146的表面角度不限，优选地，碳纳米管沿支撑体146表面的法线方向延伸。所述碳纳米管阵列中的碳纳米管根部之间的距离大于等于0小于等于1微米。所述碳纳米管阵列中的碳纳米管端部之间的距离大于等于0小于等于1微米。所述碳纳米管阵列中相邻的碳纳米管之间存在间隙。

请参见图4，所述碳纳米管结构可以为一碳纳米管层，该碳纳米管层包括包括至少一层碳纳米管膜，该碳纳米管膜包覆在支撑体146的表面。当碳纳米管结构包括多层碳纳米管膜时，该多层碳纳米管膜可层叠设置或者并列设置。请参见图5，所述碳纳米管膜可以为一碳纳米管拉膜。该碳纳米管拉膜为从碳纳米管阵列中直接拉取获得的一种碳纳米管膜。每一碳纳米管膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管为基本沿同一方向择优取向排列。所述择优取向是指在碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜的表面。进一步地，所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜置于(或固定于)间隔一固定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。所述碳纳米管拉膜的厚度为0.5纳米～100微米，宽度与拉取该碳纳米管拉膜的碳纳米管阵列的尺寸有关，长度不限。该碳纳米管拉膜的制备方法请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于2010年5月26日公告的第CN101239712B号中国专利“碳纳米管膜结构及其制备方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

当所述碳纳米管结构采用碳纳米管拉膜时，其可以包括层叠设置的多层碳纳米管拉膜，且相邻两层碳纳米管拉膜中的碳纳米管之间沿各层中碳纳米管的轴向形成的交叉角度不限，碳纳米管拉膜之间或一个碳纳米管拉膜之中的相邻的碳纳米管之间具有间隙，从而在碳纳米管结构中形成多个微孔，使碳纳米管结构具有更大的比表面积，所述微孔的孔径约小于10微米。

请参见图6，所述碳纳米管膜还可以为一碳纳米管絮化膜。所述碳纳米管絮化膜为通过一絮化方法形成的碳纳米管膜。该碳纳米管絮化膜包括相互缠绕且均匀分布的碳纳米管。所述碳纳米管之间通过范德华力相互吸引、缠绕，形成网络状结构。所述碳纳米管絮化膜各向同性。所述碳纳米管絮化膜的长度和宽度不限。由于在碳纳米管絮化膜中，碳纳米管相互缠绕，因此该碳纳米管絮化膜具有很好的柔韧性，且为一自支撑结构，可以弯曲折叠成任意形状而不破裂。所述碳纳米管絮化膜的面积及厚度均不限，厚度为1微米～1毫米。所述碳纳米管絮化膜及其制备方法请参见范守善等人于2007年4月13日申请的，于2008年10月15日公开的第CN101284662A号中国公开专利申请“碳纳米管薄膜的制备方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

请参见图7，所述碳纳米管膜还可以为通过碾压一碳纳米管阵列形成的碳纳米管碾压膜。该碳纳米管碾压膜包括均匀分布的碳纳米管，碳纳米管沿同一方向或不同方向择优取向排列。碳纳米管也可以是各向同性的。所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管相互部分交叠，并通过范德华力相互吸引，紧密结合。所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管与形成碳纳米管阵列的生长基底的表面形成一夹角β，其中，β大于等于0度且小于等于15度(0≤β≤15°)。依据碾压的方式不同，该碳纳米管碾压膜中的碳纳米管具有不同的排列形式。当沿同一方向碾压时，碳纳米管沿一固定方向择优取向排列。可以理解，当沿不同方向碾压时，碳纳米管可沿多个方向择优取向排列。该碳纳米管碾压膜厚度不限，优选为为1微米～1毫米。该碳纳米管碾压膜的面积不限，由碾压出膜的碳纳米管阵列的大小决定。当碳纳米管阵列的尺寸较大时，可以碾压制得较大面积的碳纳米管碾压膜。所述碳纳米管碾压膜及其制备方法请参见范守善等人于2007年6月1日申请的，于2008年12月3日公开的第CN101314464A号中国公开专利申请“碳纳米管薄膜的制备方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

所述碳纳米管结构还可以包括至少一碳纳米管线状结构，该至少一碳纳米管线状结构设置于支撑体146的表面。所述碳纳米管线状结构在支撑体146表面的设置方式不限。请参见图8，当碳纳米管结构为一根碳纳米管线状结构150时，该碳纳米管线状结构150螺旋缠绕于支撑体146的表面。请参见图9，当碳纳米管结构包括多根碳纳米管线状结构150时，该多根碳纳米管线状结构150可以相互交叉或编织形成一网状结构，该网状结构包覆在支撑体146的表面。所述碳纳米管线状结构150包括至少一根碳纳米管线，该碳纳米管线包括多个均匀分布的碳纳米管。所述碳纳米管线可以为由碳纳米管组成的纯结构。该碳纳米管线中相邻碳纳米管间存在间隙，故该碳纳米管线具有大量孔隙，孔隙的尺寸约小于10微米。请参见图10，当碳纳米管线状结构150包括多根碳纳米管线152时，该多根碳纳米管线152可以相互平行设置。请参见图11，当碳纳米管线状结构150包括多根碳纳米管线152时，该多根碳纳米管线152可以相互螺旋缠绕。碳纳米管线状结构150中的碳纳米管线152可以通过粘结剂相互固定。

所述碳纳米管线152可以为非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线。该非扭转的碳纳米管线152为将碳纳米管拉膜通过有机溶剂处理得到。请参阅图12，该非扭转的碳纳米管线152包括多个沿碳纳米管线长度方向排列并首尾相连的碳纳米管。优选地，该非扭转的碳纳米管线包括多个碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段之间通过范德华力首尾相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行并通过范德华力紧密结合的碳纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该非扭转的碳纳米管线长度不限，直径为0.5纳米～100微米。

所述扭转的碳纳米管线152为采用一机械力将所述碳纳米管拉膜两端沿相反方向扭转获得。请参阅图13，该扭转的碳纳米管线152包括多个绕碳纳米管线轴向螺旋排列的碳纳米管。优选地，该扭转的碳纳米管线152包括多个碳纳米管片段，该多个碳纳米管片段之间通过范德华力首尾相连，每一碳纳米管片段包括多个相互平行并通过范德华力紧密结合的碳纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该扭转的碳纳米管线152长度不限，直径为0.5纳米～100微米。所述碳纳米管线及其制备方法请参见范守善等人于2002年9月16日申请的，于2008年8月20日公告的第CN100411979C号中国公告专利“一种碳纳米管绳及其制造方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司，以及于2007年6月20日公开的第CN1982209A号中国公开专利申请“碳纳米管丝及其制作方法”，申请人：清华大学，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司。为节省篇幅，仅引用于此，但上述申请所有技术揭露也应视为本发明申请技术揭露的一部分。

所述导电层148还可以为一碳纳米管复合材料层，该碳纳米管复合材料层为上述碳纳米管结构与导电材料所形成的复合材料。所述碳纳米管复合材料层中的碳纳米管结构保持其结构不变。该碳纳米管结构中的每一根碳纳米管表面均包覆一导电材料层。碳纳米管复合材料层中的包覆有导电材料层的碳纳米管之间存在间隙，因此，碳纳米管复合材料层包括多个微孔。所述微孔的孔径小于等于5微米。所述导电材料层的作用为使碳纳米管结构具有较好的导电性能。所述导电材料层的材料为金属或合金，所述金属可以为铜、银或金。该导电层的厚度为1～20纳米。本实施例中，该导电层的材料为银，厚度约为5纳米。

由于碳纳米管与大多数金属之间的润湿性不好，可选择地，在碳纳米管和导电材料层之间可进一步包括一润湿层。所述润湿层的作用为使导电层与碳纳米管更好的结合。该润湿层的材料可以为镍、钯或钛等与碳纳米管润湿性好的金属或它们的合金，该润湿层的厚度为1～10纳米。

可选择地，为使润湿层和导电层更好的结合，在润湿层和导电材料层之间可进一步包括一过渡层。该过渡层的材料可以为与润湿层材料及导电层材料均能较好结合的材料，该过渡层的厚度为1～10纳米。

所述碳纳米管复合材料层中，碳纳米管结构与导电材料复合之后，碳纳米管复合材料层具有更好的导电性能，用作输入端14的导电层148，在与触摸屏接触时传输电荷的速度较快，因此，可以提高触摸屏输入指套10的反应速度。由于碳纳米管复合材料层中包括多个微孔，使碳纳米管复合材料层具有较大的比表面积，在与触摸屏接触时可以产生较大的接触电容，因此可以提高触摸屏的灵敏度。

请参见图14，所述导电层148还可以为一碳纳米管高分子复合材料层构成，该碳纳米管高分子复合材料层由高分子基体124以及分散于该高分子基体124内的多个碳纳米管122组成。该多个碳纳米管122均匀分散于高分子基体124内，并且相互连接形成导电网络。由于碳纳米管122具有非常大的比表面积，以及较高的导电性，采用碳纳米管122与高分子基体124构成的高分子复合材料构成的导电层148具有更大的比表面积。该导电层148在使用时，由于导电层148具有较大的比表面积，就可以存储更多的从使用者的手部传导来的静电荷，从而提高了导电层148与触摸屏之间的接触电容。在使用时，该掺杂有碳纳米管122的高分子复合材料构成的导电层148与触摸屏构成的单位面积上的电容较大，从而更加灵敏。另外，由于碳纳米管122是中空结构，其具有非常小的质量，其特殊的化学键结构使得碳纳米管122又具有非常高的强度以及模量。除此之外，碳纳米管122还具有非常好的柔韧性，施加外力后可以很好的恢复形状。因此，采用碳纳米管122与高分子基体124形成的高分子复合材料构成的导电层148，更具有较轻的质量，以及较高的耐刮擦度，从而具有较长的使用寿命。采用分散的碳纳米管122设置于高分子基体124中构成的高分子复合材料构成的导电层148，还有部分碳纳米管122从笔头的外表面露头，从而更好的与触摸屏接触。

该高分子基体124的材料可以包括热塑性聚合物或热固性聚合物的一种或多种。优选地，所述高分子基体124为柔性材料构成，所述柔性的高分子基体124的材料为硅橡胶、聚氨脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯及聚丙烯腈等中的一种或几种的组合。本实施例中，所述柔性高分子基体124为一硅橡胶。

所述碳纳米管高分子材料层中的碳纳米管可以以一碳纳米管结构的形式存在。所述碳纳米管结构的结构与上述的碳纳米管结构的结构相同。依据碳纳米管结构与基体材料的复合方式的不同，该碳纳米管高分子复合结构的具体结构包括以下三种情形：

第一种情形，所述碳纳米管结构为一碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列包括多个并列设置的碳纳米管，高分子基体材料填充于碳纳米管阵列中的相邻的碳纳米管之间的缝隙中。请参见图15，高分子基体124可以将整个碳纳米管阵列154包覆，高分子基体124的表面到碳纳米管阵列154的表面小于等于10微米，此时碳纳米管高分子复合材料层的表面仍具有导电性。请参见图16，所述碳纳米管阵列154中的碳纳米管122可以从高分子基体124中露头，碳纳米管122露出高分子基体124的长度小于等于10微米。

第二种情形，请参阅图17，所述碳纳米管高分子复合材料包括一碳纳米管层158以及一高分子基体124渗透于该碳纳米管层158中。该碳纳米管层158中具有大量的孔隙，该高分子基体124渗透于该碳纳米管层158的孔隙中。碳纳米管层158可以全部被包覆在高分子基体124中，此时，高分子基体124的表面到碳纳米管层158的表面的距离小于等于10微米，此时碳纳米管高分子复合材料层的表面仍具有导电性。碳纳米管层158中的部分碳纳米管也可以从高分子材料中暴露出来。当该碳纳米管层158包括多个碳纳米管膜时，该多个碳纳米管膜可以层叠设置。

第三种情形，请参见图18，当该碳纳米管结构包括单个碳纳米管线状结构时，高分子基体124可以渗透于该碳纳米管线状结构中的碳纳米管线152之间，形成碳纳米管复合线状结构160。该碳纳米管复合线状结构160中，高分子基体124也可以将整个碳纳米管线状结构包覆，高分子基体124的表面到碳纳米管线状结构的表面的厚度小于等于10微米，此时碳纳米管高分子复合材料层的表面仍具有导电性。该碳纳米管复合线状结构160折叠或盘绕后设置于支撑体146的表面形成导电层148。当碳纳米管结构包括多个碳纳米管复合线状结构160时，该多个碳纳米管复合线状结构160可以平行紧密设置、交叉设置或编织后形成于支撑体146的表面。

请参见图19，所述导电层148还可以为一石墨烯高分子复合材料层130。该石墨烯高分子复合材料层130通过由石墨烯128分散于柔性高分子基体124材料中形成的石墨烯高分子复合材料构成。所述石墨烯在所述柔性高分子基体中的体积百分比为10％～60％。所述石墨烯128的厚度为0.5纳米至100纳米。石墨烯128具有良好的导电性能，其在室温下传递电子的速度非常快。石墨烯128还具有较大的比表面积。因此，采用石墨烯128与柔性高分子基体124构成的石墨烯高分子复合材料层130也具有很大的比表面积和导电性，因此采用上述石墨烯高分子复合材料层130构成的导电层148也与触摸屏构成的单位面积上的电容较大，并具有较好的导电性，该导电层148具有更高的灵敏度。

请参考图20至图23，本发明第二实施例提供一种触摸屏输入指套，其包括一手指套筒22及输入端24。所述手指套筒22和输入端24由绝缘材料一体成形，进而呈一端封闭另一端敞开的筒状结构，所述封闭端作为输入端24。同时，所述手指套筒22和输入端24的表面上设有一导电层248，所述导电层248将手指套筒22的内表面至少一部分和输入端24的外表面导电性连接。所述导电层248与手指套筒22的设置关系可以包括以下几种情况：其一，如图20所示的手指套筒22，所述导电层248的设置方式可以是覆盖手指套筒22的整个内表面和外表面，并在手指套筒22敞开的一端使内表面的导电层248和外表面的导电层248电连接；其二，如图21所示的手指套筒22，所述导电层248覆盖整个外表面和部分内表面，并在手指套筒22敞开的一端使内表面的导电层248和外表面的导电层248电连接。其三，如图22所示，所述手指套筒22包括至少一个通孔220，导电层248设置于手指套筒22的外表面，并覆盖手指套筒22的端部和该至少一个通孔220，使用者的手指放入手指套筒22后，通过该多个通孔220可以实现与导电层248的电连接；其四，如图23所示，所述导电层248分别位于手指套筒2222的封闭端的内表面和外表面，所述手指套筒22包括至少一个通孔，一导电连接部240设置于该至少一个通孔中，使位于内表面的导电层248和位于外表面的导电层248电连接。

当然，所述导电层248与所述手指套筒22的设置关系不限于上述几种方式，只需满足使用者手指放入手指套筒22后，可以与输入端24的导电层248电连接即可。

所述手指套筒22和输入端24的材料与第一实施例所提供的手指套筒12的材料相同。

所述导电层248的材料与第一实施例提供的导电层148的材料相同。导电层248可以通过粘结剂、机械卡扣、热熔、螺合等方式设置于手指套筒22的表面。

请参见图24，本发明第三实施例提供一触摸屏输入指套30，该触摸屏输入指套30包括一手指套筒32及一输入端34。本实施例与第二实施例的主要区别在于，所述手指套筒32和输入端34全部由导电材料构成，所述导电材料为一自支撑结构，其自身可保持一指套形状，从而形成所述触摸屏输入指套30。该触摸屏输入指套30用于套设手指的部位为手指套筒32，触摸屏输入指套30的端部用于接触触摸屏，为输入端34。

所述触摸屏输入指套30的材料可以为第一实施例中所述的石墨烯复合材料层、上述碳纳米管层或上述碳纳米管高分子复合材料层。

碳纳米管高分子复合材料层可以包括一高分子基体及一碳纳米管层。所述碳纳米管层可以由至少一层碳纳米管拉膜组成。当碳纳米管层包括一层碳纳米管拉膜时，该碳纳米管拉膜在垂直于碳纳米管延伸的方向可以发生形变后，再复原，此过程不会破坏碳纳米管拉膜的结构。当碳纳米管层包括至少两层相互垂直的碳纳米管拉膜时，碳纳米管层在各个方向可以发生形变，再复原，此过程不会破坏碳纳米管拉膜的结构。由于碳纳米管拉膜的上述性质，当高分子基体采用弹性材料时，所述触摸屏输入指套30可以具有较大的弹性，在应用时更加方便，对使用者手指的粗细没有要求，且更容易固定于使用者的手指上。

请参见图25，本发明第四实施例提供一种触摸屏输入指套40，该触摸屏输入指套40由一手指套筒42构成，该手指套筒42由多个经线424和多个纬线426编织形成。所述经线424为导电丝，多个经线424的一端相互连接于一结点4240，多个经线424从该结点4240延伸出。所述结点4240组成一尖端，作为触摸屏输入指套40的输入端44。所述纬线426为闭合线，用于将该多个经线424固定。所述经线424和纬线426的直径小于1毫米，优选地，所述经线424和纬线426的直径大于等于10微米小于等于1毫米。相邻的两个纬线426之间的距离小于等于1毫米。所述经线424为导电材料，为碳纳米管线状结构或者碳纳米管复合线状结构。所述纬线426的材料可以为导电材料或绝缘材料。所述导电材料可以为金属。所述绝缘材料可以为塑料、尼龙、橡胶、树脂或纤维。优选地，所述纬线426的材料为柔性材料，以使触摸屏输入指套40具有一定的柔韧性。

请参见图26，本发明第五实施例提供一种触摸屏输入指套50，其包括一手指套筒52及一输入端54。本实施例与第一实施例的主要区别在于，输入端54全部由导电材料构成。

所述输入端54可以由第一实施例中所述的碳纳米管层、碳纳米管线状结构、碳纳米管高分子复合材料层或一石墨烯高分子复合材料层构成。所述碳纳米管结构、碳纳米管高分子复合材料层或石墨烯高分子复合材料层可以通过各种变形，如卷曲、团聚、盘绕等方式构成输入端54所具有的形状。

当输入端54包括碳纳米管层时，该碳纳米管层可以团聚形成输入端54。所述输入端54可以时空心结构，也可以为实心结构。此时，输入端54由多个相互缠绕的碳纳米管组成。由于碳纳米管层包括多个碳纳米管膜，碳纳米管膜表面具有一定的粘性，所以当碳纳米管层团聚形成输入端54之后，可以保持输入端54的形状。当碳纳米管层包括碳纳米管拉膜或碳纳米管碾压膜时，碳纳米管之间首尾相连，从而使输入端54具有较好的导电性。

请参见图27，当输入端54包括一根碳纳米管线状结构150时，该碳纳米管线状结构150可以盘绕形成输入端54，为使碳纳米管线状结构150保持该输入端54的形状，可以在碳纳米管线状结构150盘绕后形成的缝隙处涂覆粘结剂，该粘结剂可以是导电粘结剂，也可以是非导电的粘结剂，优选地，该粘结剂为导电粘结剂，本实施例中选用导电银胶。请参见图28，当输入端54包括多根碳纳米管线状结构150时，每根碳纳米管线状结构150可环绕一周形成一圆环，相邻的两个圆环紧密结合，且每根碳纳米管线状结构150组成的圆环的半径依次逐渐减小，从而组成一具有圆锥形状的输入端54。相邻的碳纳米管线状结构组成的圆环之间通过粘结剂固定。

当输入端54包括碳纳米管层或碳纳米管线状结构时，为使该碳纳米管层或该碳纳米管线状结构保持该输入端54的形状，该碳纳米管层或该碳纳米管线状结构可以通过在一预定温度下进行热处理的步骤在真空环境下或保护气体存在的条件下进行热处理使其固定形状。使碳纳米管层或碳纳米管线状结构保持住该输入端54的固定形状所需要的预定温度可为600～2000摄氏度，优选的，该预定温度为1600～1700摄氏度。由于碳纳米管层或碳纳米管线状结构中的碳纳米管通过范德华力相互结合，该热处理过程，对所述由于范德华力作用而相互连接在一起的碳纳米管可起到一焊接效果，并使其保持住预定形状。所述热处理过程可采用通以加热电流或高温加热两种方式进行：

(1)对于通以加热电流方式，可直接向该固定形状的碳纳米管层或碳纳米管线状结构通入一加热电流，并维持一段时间。该加热电流的大小可依碳纳米管层的厚度和面积而定或者根据碳纳米管线状结构的直径和长度而定，其应保证使碳纳米管层或碳纳米管线状结构的温度达到所述预定温度。在通以加热电流进行热处理的过程中，若热处理维持的时间过长，则会导致碳纳米管层或碳纳米管线状结构自身缺陷的增大以及碳的流失，故该维持的时间以不超过4小时为佳。

(2)对于高温加热方式，可将固定形状的碳纳米管层或碳纳米管线状结构置入具有一预定温度之高温环境，如石墨炉中，并维持一段时间，所述维持时间依温度的高低而定。例如在约2000摄氏度的预定温度下进行热处理，维持约0.5～1小时即可。

通过上述处理方式，碳纳米管层或碳纳米管线状结构可以保持一固定形状而不变形，因此，输入端54可以由纯的碳纳米管结构构成。

当输入端54包括一碳纳米管复合材料层时，该碳纳米管复合材料层包括一碳纳米管层时，该碳纳米管层的设置方式与输入端54由碳纳米管层构成时的设置方式一致；当碳纳米管复合材料层包括一根或多根碳纳米管碳纳米管线状结构时，该碳纳米管线状结构的设置方式与输入端54由碳纳米管线状结构构成时的设置方式一致。

请参见图29，本发明第六实施例提供一种触摸屏输入指套60，该触摸屏输入指套60包括一手指套筒62及一输入端64。

所述手指套筒62为一指环，其具有一环形结构，该手指套筒62用于套设在手指上。所述指环的形状不限，只需满足触摸屏输入指套60通过该指环可以固定于使用者的手指上即可。所述指环可以为一圆环结构或者一C型结构。所述指环的材料为导电材料，可以为金属、合金或导电聚合物。

所述输入端64固定于手指套筒62上，由于手指套筒62为一环状结构，输入端64固定于该环状结构圆周上的一突出结构。所述输入端64与手指套筒62电连接，可以通过焊接、机械连接方式或者导电胶固定于手指套筒62上。所述输入端64的结构与第一实施例提供的输入端14的结构相同，或者与第五实施例提供的输入端54的结构相同。

本发明提供的触摸屏输入指套具有以下优点：其一，所述触摸屏输入指套在使用时，可通过输入端的导电层与手指电连接，利用输入端向触摸屏可输入信息，因此不会弄脏触摸屏；其二，本发明的导电层，即与触摸屏接触部分的材料(如碳纳米管、石墨烯或其复合材料)硬度和摩擦系数均较小，不易对触摸屏造成破坏；其三，由于输入端与触摸屏的接触面积可以很好的控制，可以灵敏的操作较小的按键；其四，由于该触摸屏指套在使用时可以套在一个手指上操作，相对于输入笔操作，无需两只手同时操作触摸屏，可以实现一只手操作触摸屏。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (21)

1.一种触摸屏输入指套，其包括：

一手指套筒；

一输入端，所述输入端设置于该手指套筒；其特征在于，所述输入端包括一支撑体及设置在该支撑体表面的导电层，所述导电层为一碳纳米管复合材料层，该碳纳米管复合材料层包括多个碳纳米管以及包覆在每根碳纳米管的表面的导电材料，所述导电材料为金属或合金，在使用时，所述导电层与手指电连接。

2.如权利要求1所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述碳纳米管复合材料中的碳纳米管构成形成一碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜、至少一碳纳米管线状结构或碳纳米管膜与碳纳米管线状结构的复合结构。

3.如权利要求2所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述碳纳米管复合材料包括多个微孔，所述微孔的孔径小于等于5微米。

4.如权利要求2所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述碳纳米管结构中的碳纳米管通过范德华力首尾相连。

5.如权利要求2所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述碳纳米管结构包括一碳纳米管线状结构，该碳纳米管线状结构螺旋缠绕于支撑体的表面。

6.如权利要求2所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管线状结构，该多根碳纳米管线状结构相互交叉形成一网状结构，该网状结构设置于支撑体的表面。

7.如权利要求1所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述碳纳米管复合材料层中的碳纳米管沿支撑体表面的法线方向延伸。

8.如权利要求1所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述手指套筒的材料为柔性导电材料，所述柔性导电材料包括所述柔性材料和分布在所述柔性材料中的金属颗粒。

9.如权利要求1所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述手指套筒为两端开口的筒状结构，所述输入端固定于所述手指套筒的一端，所述输入端包括一第一部分和一第二部分，所述第一部分位于手指套筒内部，所述第二部分位于手指套筒的外部。

10.如权利要求9所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述第一部分与手指接触的表面具有一曲面，所述第二部分包括一凸起结构。

11.如权利要求9所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述输入端与手指套筒相互接触的侧面包括一缝隙。

12.如权利要求1所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述支撑体为一空心结构。

13.如权利要求1所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述手指套筒为一端开口，一端封闭的结构，所述封闭端设置至少一通孔，所述输入端设置于该封闭端内壁面或者外壁面上。

14.一种触摸屏输入指套，其特征在于，包括：

一手指套筒，该手指套筒为一端封闭另一端敞开的筒状结构，其包括一内表面及一外表面；

一导电层，所述导电层设置于手指套筒的表面上，所述导电层将手指套筒的内表面至少一部分和手指套外表面导电性连接，所述导电层位于手指套筒封闭端的部分为输入端，所述导电层为一碳纳米管复合材料层，该碳纳米管复合材料层包括多个碳纳米管以及包覆在每根碳纳米管的表面的导电材料层，所述导电材料层的材料为金属或合金。

15.如权利要求14所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述导电层覆盖手指套筒的整个内表面和外表面，所述导电层在手指套筒敞开的一端电连接。

16.如权利要求14所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述导电层覆盖手指套筒的整个外表面和部分内表面，所述导电层在手指套筒敞开的一端电连接。

17.如权利要求14所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述手指套筒包括至少一个通孔，所述导电层覆盖手指套筒的外表面和该多个通孔。

18.如权利要求14所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述手指套筒包括至少一个通孔，所述导电层覆盖手指套筒的内表面和外表面，所述至少一个通孔内设置有一导电连接部，该导电连接部使位于内表面的导电层和位于外表面的导电层电连接。

19.一种触摸屏输入指套，其包括：

一手指套筒；

一输入端，所述输入端固定于该手指套筒；其特征在于，所述输入端由碳纳米管复合材料构成，该碳纳米管复合材料包括多个碳纳米管以及包覆在每根碳纳米管的表面的导电材料层，所述导电材料层的材料为金属或合金。

20.如权利要求19所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述手指套筒为一指环，其具有一环形结构，所述输入端为固定于该环形结构圆周上的一突出结构。

21.如权利要求19所述的触摸屏输入指套，其特征在于，所述手指套筒为一筒状结构，所述输入端固定于所述手指套筒的一端，所述输入端包括一第一部分和一第二部分，所述第一部分位于手指套筒内部，所述第二部分位于手指套筒的外部。

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