TWI426421B - 觸摸屏輸入指套 - Google Patents

Description

觸摸屏輸入指套

本發明涉及一種觸摸屏輸入指套。

近年來，伴隨著移動電話與觸摸導航系統等各種電子設備的高性能化和多樣化的發展，在液晶等顯示設備的前面安裝透光性的觸摸屏的電子設備逐步增加。這樣的電子設備的使用者通過觸摸屏，一邊對位於觸摸屏背面的顯示設備的顯示內容進行視覺確認，一邊按壓觸摸屏來進行操作。由此，可以操作電子設備的各種功能。

對於電容式觸摸屏，需要通過觸摸筆或者手指觸摸螢幕進行操作。當用手指操作時，手指上的油漬很容易在觸摸屏上留下印記，弄髒觸摸屏。

有鑒於此，確有必要提供一種觸摸屏輸入指套，該觸摸屏輸入指套在使用時不會破壞觸摸屏。

一種觸摸屏輸入指套，其包括：一手指套筒；一輸入端，所述輸入端設置於該手指套筒；其中，所述輸入端包括一支撐體及設置在該支撐體表面的導電層，所述導電層為一石墨烯複合材料層， 該石墨烯複合材料層包括一高分子基體及分佈於該高分子基體中的複數個石墨烯，在使用時，所述導電層與手指電連接。

與先前技術相比較，本發明提供的觸摸屏具有以下優點：首先，指套在使用時，利用輸入端向觸摸屏輸入資訊，不會對觸摸屏造成破壞；其次，由於輸入端與觸摸屏的接觸面積較小，可以靈敏的操作較小的按鍵；再次，由於該觸摸屏指套在使用時可以套在一個手指上操作，無需兩隻手同時操作觸摸屏，可以實現一隻手操作觸摸屏；最後，由於輸入端的材料包括複數個石墨烯，石墨烯具有較大的比表面積，在與觸摸屏接觸時可以產生較大的接觸電容，操作靈敏度高。

10，20，30，40，50，60‧‧‧觸摸屏輸入指套

12，22，32，42，52，62‧‧‧手指套筒

14，34，54，64‧‧‧輸入端

142，542‧‧‧第一部分

144，544‧‧‧第二部分

16，56‧‧‧縫隙

146‧‧‧支撐體

148，248，348‧‧‧導電層

150‧‧‧奈米碳管線狀結構

152‧‧‧奈米碳管線

122‧‧‧奈米碳管

124‧‧‧高分子基體

154‧‧‧奈米碳管陣列

156‧‧‧高分子基體

158‧‧‧奈米碳管層

160‧‧‧奈米碳管複合線狀結構

128‧‧‧石墨烯

130‧‧‧石墨烯高分子複合材料層

220‧‧‧通孔

240‧‧‧導電連接部

322‧‧‧網格

324，424‧‧‧經線

326，426‧‧‧緯線

3240，4240‧‧‧結點

第1圖係本發明第一實施例提供的觸摸屏輸入指套的剖面示意圖。

第2圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的石墨烯的結構示意圖。

第3圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套採用奈米碳管陣列設置於支撐體表面作為導電層的結構示意圖。

第4圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套採用奈米碳管層設置於支撐體表面作為導電層的結構示意圖。

第5圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的奈米碳管拉膜的掃描電鏡照片。

第6圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的 奈米碳管絮化膜的掃描電鏡照片。

第7圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的奈米碳管碾壓膜的掃描電鏡照片。

第8圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套採用一根奈米碳管線狀結構設置於支撐體表面作為導電層的結構示意圖。

第9圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套採用奈米根奈米碳管線狀結構設置於支撐體表面作為導電層的結構示意圖。

第10圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的包括奈米根相互平行的奈米碳管線的奈米碳管線狀結構的結構示意圖。

第11圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的包括奈米根相互纏繞的奈米碳管線的奈米碳管線狀結構的結構示意圖。

第12圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的非扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。

第13圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的扭轉的奈米碳管線的掃描電鏡照片。

第14圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的奈米碳管高分子複合材料的結構示意圖。

第15圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的高分子材料包覆奈米碳管陣列形成的高分子複合材料的結構示意 圖。

第16圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的高分子材料填充於奈米碳管陣列的縫隙中形成的高分子複合材料的結構示意圖。

第17圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的奈米碳管層與高分子材料形成的高分子複合材料的結構示意圖。

第18圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的奈米碳管線狀結構與高分子材料形成的高分子複合材料的結構示意圖。

第19圖係本發明第一實施例中觸摸屏輸入指套的導電層所採用的石墨烯高分子複合材料的結構示意圖。

第20圖係本發明第二實施例提供的觸摸屏輸入指套的結構示意圖。

第21圖係本發明第三實施例第一種情況提供的觸摸屏輸入指套的結構示意圖。

第22圖係本發明第三實施例第二種情況提供的觸摸屏輸入指套的結構示意圖。

第23圖係本發明第三實施例第三種情況提供的觸摸屏輸入指套的結構示意圖。

第24圖係本發明第三實施例第四種情況提供的觸摸屏輸入指套的結構示意圖。

第25圖係本發明第四實施例提供的觸摸屏輸入指套的結構示意圖。

第26圖係本發明第五實施例提供的觸摸屏輸入指套的結構示意圖。

第27圖係本發明第五實施例提供的由一根奈米碳管線狀結構構成的輸入端的結構示意圖。

第28圖係本發明第五實施例提供的由奈米根奈米碳管線狀結構構成的輸入端的結構示意圖。

第29圖係本發明第六實施例提供的觸摸屏輸入指套的結構示意圖。

下面將結合附圖及具體實施例對本發明觸摸屏輸入指套作進一步的詳細說明。

請參見圖1，本發明第一實施例提供一種觸摸屏輸入指套10，其包括一手指套筒12及一輸入端14，所述輸入端14與手指套筒12可拆卸的相互連接在一起，整體上呈一端封閉另一端敞開形態，所述輸入端14位於該封閉端處，使用時使人的手指能夠與該輸入端14電連接。

所述手指套筒12的材料為柔性材料，可以為柔性導電材料，也可以為柔性絕緣材料。所述柔性絕緣材料包括樹脂、橡膠、塑膠和柔性纖維。所述柔性導電材料可以為導電高分子材料，也可以為在柔性絕緣材料中加入金屬顆粒形成的導電材料。所述手指套筒 12為一筒狀結構，可以係兩端都敞開的，也可以係一端封閉另一端敞開的。如果手指套筒12的材料為絕緣材料，那麼需要將輸入端14以與手指能夠接觸的方式安裝在手指套筒12上。當手指套筒12的兩端敞開狀態下，將輸入端14直接固定在手指套筒12的一端即可，此時手指可以直接與輸入端14接觸；當手指套筒12的一端封閉狀態下，需要在封閉端處開設至少一通孔，將輸入端14設置在該封閉端內壁面或者外壁面上，此時手指可以直接接觸於輸入端14或者通過該孔接觸於輸入端14。本實施例中，所述手指套筒12為兩端敞開的，所述手指套筒12係用於將輸入端14固定在操作觸摸屏的手指上並使手指與輸入端14電連接，其內徑的大小由手指的粗細決定，一般略小於手指的直徑，手指套筒12本身具有一定的彈性，可以固定在手指上。手指套筒12的壁厚可以選擇為0.1毫米至2毫米。

所述輸入端14用於傳導觸摸屏螢幕與手指之間的電流，從而使觸摸屏輸入指套10向觸摸屏輸入信號。所述輸入端14的形狀不限，可以為球形、錐形、橢球形或其他不規則形狀。所述輸入端14可以通過卡扣、過盈配合等機械方式或者熱壓、黏結劑等物理化學方式固定於所述手指套筒12的一端。本實施例中，所述輸入端14通過黏結劑與手指套筒12固定。所述輸入端14按照與手指套筒12的位置關係可以分為第一部分142及第二部分144。所述第一部分位於手指套筒12的內部，用於與手指相互接觸。所述第二部分144位於手指套筒12的外部，用於向觸摸屏輸入信號。所述第一部分142與手指接觸的表面可以具有一定的曲面，使使用者的手 指的指腹與該曲面接觸時具有更好的觸感。所述第二部分144可具有一尖端或凸起結構，便於操作較小的按鍵。可選擇地，在輸入端14與手指套筒12相接觸的側面還可以包括一縫隙16，該縫隙16用於容納手指甲，使人在使用該觸摸屏輸入指套時更加舒適。

本實施例中，所述輸入端14包括一支撐體146及設置於支撐體146表面的導電層148。支撐體146可以為空心結構，也可以為實心結構。所述支撐體146的材料不限，可以由硬性材料或柔性材料製成。當該支撐體146的材料選擇硬性材料時，其可以為陶瓷、玻璃、樹脂、石英、塑膠等中的一種或幾種。當支撐體146選擇柔性材料時，其可以為樹脂、橡膠、塑膠或柔性纖維等中的一種或幾種。所述支撐體146還可以為導電高分子材料，導電高分子材料具有較高的介電常數，用作支撐體146時，可以使輸入端14本身具有較大的電容。所述導電高分子材料可以為聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。所述支撐體146還可以為具有較高介電常數的液體，如水、離子溶液。當支撐體146採用液體時，可以使輸入端14具有一定的柔性，該觸摸屏輸入指套10與觸摸屏接觸時，不會對螢幕造成劃傷。當支撐體146為空心結構時，可以使該輸入端14的質量較輕，且可以節省材料。當支撐體146的材料為柔性材料時，輸入端14可以具有一定的柔性，對觸摸屏具有一定的保護作用，且輸入端14具有一定的耐彎折性能，可以提高輸入端14的壽命。同時，由於輸入端14具有一定的柔性，可以通過觸摸壓力來控制輸入端14與觸摸屏之間的接觸面積的大小，從而控制輸入信號。

所述導電層148為由導電材料構成，其作為用於傳導觸摸屏螢幕與手指之間的電流，從而使觸摸屏輸入指套10向觸摸屏輸入信號。即，使用時，觸摸屏輸入指套10的導電層148與使用者手指電連接。

所述導電層148可以為一石墨烯層。請參見圖2，石墨烯係由複數個六元環型的碳原子構成的片層狀結構。石墨烯覆蓋在支撐體146的表面構成石墨烯層，該石墨烯層中的石墨烯通過凡得瓦力相互連接。該石墨烯層中的石墨烯的排列方式可以為相互交疊設置、並列設置或者相互重合設置。石墨烯具有良好的導電性能，其在室溫下傳遞電子的速度非常快。所述石墨烯的厚度小於等於100奈米，本實施例中，石墨烯的厚度為0.5奈米至100奈米。所述石墨烯層的厚度為單層石墨烯的厚度至1毫米。本實施例中，採用化學分散法製備石墨烯材料。化學分散法係將氧化石墨與水按照1mg：1mL的比例混合，用超聲波振盪至溶液清晰無顆粒狀物質，加入適量肼在100℃回流24h，產生黑色顆粒狀沉澱，過濾、烘乾即得石墨烯粉末。制得石墨烯之後，將支撐體146放入石墨烯粉末中，由於石墨烯為奈米材料，本身具有一定的黏附力，可以黏附在支撐體146的表面，形成導電層148。可以理解，石墨烯也可以通過黏結劑固定於支撐體146的表面。石墨烯係奈米材料，具有較高的比表面積，作為導電層148使用時，導電層148與觸摸屏直接接觸，由於石墨烯的比表面積較大，可以與觸摸屏之間產生較大的電容，故，可以使該觸摸屏輸入指套10具有較高的靈敏度。且，石墨烯較光滑，具有較小的摩擦係數，在使用時不 會對觸摸屏的螢幕造成傷害。

所述導電層148還可以為一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括複數個均勻分佈的奈米碳管。該奈米碳管可以為單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管、多壁奈米碳管中的一種或幾種。該奈米碳管結構可以為一由奈米碳管構成的純奈米碳管結構。所述奈米碳管結構中的奈米碳管之間可以通過凡得瓦力緊密結合。該奈米碳管結構中的奈米碳管為無序或有序排列。這裏的無序排列指奈米碳管的排列方向無規律，這裏的有序排列指至少奈米數奈米碳管的排列方向具有一定規律。具體地，當奈米碳管結構包括無序排列的奈米碳管時，奈米碳管可以相互纏繞或者各向同性排列；當奈米碳管結構包括有序排列的奈米碳管時，奈米碳管沿一個方向或者複數個方向擇優取向排列。奈米碳管結構中的奈米碳管之間存在間隙，故，奈米碳管結構包括複數個微孔。所述微孔的孔徑小於等於10微米。所述奈米碳管結構的厚度為100奈米~1毫米。由於奈米碳管結構中每個奈米碳管具有較大的比表面積，奈米碳管結構具有較大的比表面積，在其與觸摸屏接觸時，可以產生較大的接觸電容，可以使該觸摸屏輸入指套10具有較高的靈敏度。且，奈米碳管比較光滑，具有較小的摩擦係數，在使用時不會對觸摸屏的螢幕造成傷害。

請參見圖3，所述奈米碳管結構可以為一奈米碳管陣列，該奈米碳管陣列設置於支撐體146的表面。該奈米碳管陣列中的奈米碳管的根部固定於支撐體146的表面，奈米碳管的端部朝向遠離支撐體146的表面的方向延伸。所述碳納奈米管陣列中的奈米碳管 與支撐體146的表面角度不限，優選地，奈米碳管沿支撐體146表面的法線方向延伸。所述奈米碳管陣列中的奈米碳管根部之間的距離大於等於0小於等於1微米。所述奈米碳管陣列中的奈米碳管端部之間的距離大於等於0小於等於1微米。所述奈米碳管陣列中相鄰的奈米碳管之間存在間隙。

請參見圖4，所述奈米碳管結構可以為一奈米碳管層，該奈米碳管層包括包括至少一層奈米碳管膜，該奈米碳管膜包覆在支撐體146的表面。當奈米碳管結構包括奈米層奈米碳管膜時，該奈米層奈米碳管膜可層疊設置或者並列設置。請參見圖5，所述奈米碳管膜可以為一奈米碳管拉膜。該奈米碳管拉膜為從奈米碳管陣列中直接拉取獲得的一種奈米碳管膜。每一奈米碳管膜係由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管為基本沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向係指在奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中多數奈米碳管係通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。當然，所述奈米碳管膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為奈米碳管膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜置於(或固定於)間隔一固定距離設置 的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。所述奈米碳管拉膜的厚度為0.5奈米~100微米，寬度與拉取該奈米碳管拉膜的奈米碳管陣列的尺寸有關，長度不限。所述奈米碳管拉膜的具體結構及其製備方法請參見范守善等人於民國96年2月12日申請的，於民國99年7月11日公告的第I327177號中國民國公告專利。為節省篇幅，僅引用於此，但所述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

當所述奈米碳管結構採用奈米碳管拉膜時，其可以包括層疊設置的複數層奈米碳管拉膜，且相鄰兩層奈米碳管拉膜中的奈米碳管之間沿各層中奈米碳管的軸向形成的交叉角度不限，奈米碳管拉膜之間或一個奈米碳管拉膜之中的相鄰的奈米碳管之間具有間隙，從而在奈米碳管結構中形成複數個微孔，使奈米碳管結構具有更大的比表面積，所述微孔的孔徑約小於10微米。

請參見圖6，所述奈米碳管膜還可以為一奈米碳管絮化膜。所述奈米碳管絮化膜為通過一絮化方法形成的奈米碳管膜。該奈米碳管絮化膜包括相互纏繞且均勻分佈的奈米碳管。所述奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞，形成網路狀結構。所述奈米碳管絮化膜各向同性。所述奈米碳管絮化膜的長度和寬度不限。由於在奈米碳管絮化膜中，奈米碳管相互纏繞，故該奈米碳管絮化膜具有很好的柔韌性，且為一自支撐結構，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所述奈米碳管絮化膜的面積及厚度均不限，厚度 為1微米~1毫米。所述奈米碳管絮化膜及其製備方法請參見范守善等人於民國96年5月11日申請的，於民國97年11月16日公開的第200844041號台灣公開專利申請“奈米碳管薄膜的製備方法”。為節省篇幅，僅引用於此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

請參見圖7，所述奈米碳管膜還可以為通過碾壓一奈米碳管陣列形成的奈米碳管碾壓膜。該奈米碳管碾壓膜包括均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管沿同一方向或不同方向擇優取向排列。奈米碳管也可以係各向同性的。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管相互部分交疊，並通過凡得瓦力相互吸引，緊密結合。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管與形成奈米碳管陣列的生長基底的表面形成一夾角β，其中，β大於等於0度且小於等於15度(0≦β≦15°)。依據碾壓的方式不同，該奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管具有不同的排列形式。當沿同一方向碾壓時，奈米碳管沿一固定方向擇優取向排列。可以理解，當沿不同方向碾壓時，奈米碳管可沿複數個方向擇優取向排列。該奈米碳管碾壓膜厚度不限，優選為為1微米~1毫米。該奈米碳管碾壓膜的面積不限，由碾壓出膜的奈米碳管陣列的大小決定。當奈米碳管陣列的尺寸較大時，可以碾壓制得較大面積的奈米碳管碾壓膜。所述奈米碳管碾壓膜及其製備方法請參見范守善等人於民國96年6月29日申請的，於民國99年12月21日公告的第I334851號台灣公告專利“奈米碳管薄膜的製備方法”。為節省篇幅，僅引用於此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。

所述奈米碳管結構還可以包括至少一奈米碳管線狀結構，該至少一奈米碳管線狀結構設置於支撐體146的表面。所述奈米碳管線狀結構在支撐體146表面的設置方式不限。請參見圖8，當奈米碳管結構為一根奈米碳管線狀結構150時，該奈米碳管線狀結構150螺旋纏繞於支撐體146的表面。請參見圖9，當奈米碳管結構包括奈米根奈米碳管線狀結構150時，該奈米根奈米碳管線狀結構150可以相互交叉或編織形成一網狀結構，該網狀結構包覆在支撐體146的表面。所述奈米碳管線狀結構150包括至少一根奈米碳管線，該奈米碳管線包括複數個均勻分佈的奈米碳管。所述奈米碳管線可以為由奈米碳管組成的純結構。該奈米碳管線中相鄰奈米碳管間存在間隙，故該奈米碳管線具有大量孔隙，孔隙的尺寸約小於10微米。請參見圖10，當奈米碳管線狀結構150包括奈米根奈米碳管線152時，該奈米根奈米碳管線152可以相互平行設置。請參見圖11，當奈米碳管線狀結構150包括奈米根奈米碳管線152時，該奈米根奈米碳管線152可以相互螺旋纏繞。奈米碳管線狀結構150中的奈米碳管線152可以通過黏結劑相互固定。

所述奈米碳管線152可以為非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線。該非扭轉的奈米碳管線152為將奈米碳管拉膜通過有機溶劑處理得到。請參閱圖12，該非扭轉的奈米碳管線152包括複數個沿奈米碳管線長度方向排列並首尾相連的奈米碳管。優選地，該非扭轉的奈米碳管線包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段之間通過凡得瓦力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並通過凡得瓦力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管 片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米~100微米。

所述扭轉的奈米碳管線152為採用一機械力將所述奈米碳管拉膜兩端沿相反方向扭轉獲得。請參閱圖13，該扭轉的奈米碳管線152包括複數個繞奈米碳管線軸向螺旋排列的奈米碳管。優選地，該扭轉的奈米碳管線152包括複數個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段之間通過凡得瓦力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並通過凡得瓦力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉的奈米碳管線152長度不限，直徑為0.5奈米~100微米。所述奈米碳管線及其製備方法請參見范守善等人於民國91年11月05日申請的，於民國97年11月21日公告的第I303239號台灣公告專利“一種奈米碳管繩及其製造方法”，專利權人：鴻海精密工業股份有限公司，以及於民國98年7月21日公告的第I312337號台灣公告專利“奈米碳管絲及其製作方法”，專利權人：鴻海精密工業股份有限公司。為節省篇幅，僅引用於此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請所揭露的一部分。

所述導電層148還可以為一奈米碳管複合材料層，該奈米碳管複合材料層為上述奈米碳管結構與導電材料所形成的複合材料。所述奈米碳管複合材料層中的奈米碳管結構保持其結構不變。該奈米碳管結構中的每一根奈米碳管表面均包覆一導電材料層。奈米碳管複合材料層中的包覆有導電材料層的奈米碳管之間存在間隙，故，奈米碳管複合材料層包括複數個微孔。所述微孔的孔徑小 於等於5微米。所述導電材料層的作用為使奈米碳管結構具有較好的導電性能。所述導電材料層的材料為金屬或合金，所述金屬可以為銅、銀或金。該導電層的厚度為1~20奈米。本實施例中，該導電層的材料為銀，厚度約為5奈米。

由於奈米碳管與大多數金屬之間的潤濕性不好，可選擇地，在奈米碳管和導電材料層之間可進一步包括一潤濕層。所述潤濕層的作用為使導電層與奈米碳管更好的結合。該潤濕層的材料可以為鎳、鈀或鈦等與奈米碳管潤濕性好的金屬或它們的合金，該潤濕層的厚度為1~10奈米。

可選擇地，為使潤濕層和導電層更好的結合，在潤濕層和導電材料層之間可進一步包括一過渡層。該過渡層的材料可以為與潤濕層材料及導電層材料均能較好結合的材料，該過渡層的厚度為1~10奈米。

所述奈米碳管複合材料層中，奈米碳管結構與導電材料複合之後，奈米碳管複合材料層具有更好的導電性能，用作輸入端14的導電層148，在與觸摸屏接觸時傳輸電荷的速度較快，故，可以提高觸摸屏輸入指套10的反應速度。由於奈米碳管複合材料層中包括複數個微孔，使奈米碳管複合材料層具有較大的比表面積，在與觸摸屏接觸時可以產生較大的接觸電容，故可以提高觸摸屏的靈敏度。

請參見圖14，所述導電層148還可以為一奈米碳管高分子複合材料層構成，該奈米碳管高分子複合材料層由高分子基體124以及 分散於該高分子基體124內的複數個奈米碳管122組成。該複數個奈米碳管122均勻分散於高分子基體124內，並且相互連接形成導電網路。由於奈米碳管122具有非常大的比表面積，以及較高的導電性，採用奈米碳管122與高分子基體124構成的高分子複合材料構成的導電層148具有更大的比表面積。該導電層148在使用時，由於導電層148具有較大的比表面積，就可以存儲更多的從使用者的手部傳導來的靜電荷，從而提高了導電層148與觸摸屏之間的接觸電容。在使用時，該摻雜有奈米碳管122的高分子複合材料構成的導電層148與觸摸屏構成的單位面積上的電容較大，從而更加靈敏。另外，由於奈米碳管122係中空結構，其具有非常小的質量，其特殊的化學鍵結構使得奈米碳管122又具有非常高的強度以及模量。除此之外，奈米碳管122還具有非常好的柔韌性，施加外力後可以很好的恢復形狀。故，採用奈米碳管122與高分子基體124形成的高分子複合材料構成的導電層148，更具有較輕的質量，以及較高的耐刮擦度，從而具有較長的使用壽命。採用分散的奈米碳管122設置於高分子基體124中構成的高分子複合材料構成的導電層148，還有部分奈米碳管122從筆頭的外表面露頭，從而更好的與觸摸屏接觸。

該高分子基體124的材料可以包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物的一種或奈米種。優選地，所述高分子基體124為柔性材料構成，所述柔性的高分子基體124的材料為矽橡膠、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種或幾種的組合。本實施例中，所述柔性高分子基體124為一 矽橡膠。

所述奈米碳管高分子材料層中的奈米碳管可以以一奈米碳管結構的形式存在。所述奈米碳管結構的結構與上述的奈米碳管結構的結構相同。依據奈米碳管結構與基體材料的複合方式的不同，該奈米碳管高分子複合結構的具體結構包括以下三種情形：

第一種情形，所述奈米碳管結構為一奈米碳管陣列，該奈米碳管陣列包括複數個並列設置的奈米碳管，高分子基體材料填充於奈米碳管陣列中的相鄰的奈米碳管之間的縫隙中。請參見圖15，高分子基體124可以將整個奈米碳管陣列154包覆，高分子基體124的表面到奈米碳管陣列154的表面小於等於10微米，此時奈米碳管高分子複合材料層的表面仍具有導電性。請參見圖16，所述奈米碳管陣列154中的奈米碳管122可以從高分子基體124中露頭，奈米碳管122露出高分子基體124的長度小於等於10微米。

第二種情形，請參閱圖17，所述奈米碳管高分子複合材料包括一奈米碳管層158以及一高分子基體124滲透於該奈米碳管層158中。該奈米碳管層158中具有大量的孔隙，該高分子基體124滲透於該奈米碳管層158的孔隙中。奈米碳管層158可以全部被包覆在高分子基體124中，此時，高分子基體124的表面到奈米碳管層158的表面的距離小於等於10微米，此時奈米碳管高分子複合材料層的表面仍具有導電性。奈米碳管層158中的部分奈米碳管也可以從高分子材料中暴露出來。當該奈米碳管層158包括複數個奈米碳管膜時，該複數個奈米碳管膜可以層疊設置。

第三種情形，請參見圖18，當該奈米碳管結構包括單個奈米碳管線狀結構時，高分子基體124可以滲透於該奈米碳管線狀結構中的奈米碳管線152之間，形成奈米碳管複合線狀結構160。該奈米碳管複合線狀結構160中，高分子基體124也可以將整個奈米碳管線狀結構包覆，高分子基體124的表面到奈米碳管線狀結構的表面的厚度小於等於10微米，此時奈米碳管高分子複合材料層的表面仍具有導電性。該奈米碳管複合線狀結構160折疊或盤繞後設置於支撐體146的表面形成導電層148。當奈米碳管結構包括複數個奈米碳管複合線狀結構160時，該複數個奈米碳管複合線狀結構160可以平行緊密設置、交叉設置或編織後形成於支撐體146的表面。

請參見圖19，所述導電層148還可以為一石墨烯高分子複合材料層130。該石墨烯高分子複合材料層130通過由石墨烯128分散於柔性高分子基體124材料中形成的石墨烯高分子複合材料構成。所述石墨烯在所述柔性高分子基體中的體積百分比為10%~60%。所述石墨烯128的厚度為0.5奈米至100奈米。石墨烯128具有良好的導電性能，其在室溫下傳遞電子的速度非常快。石墨烯128還具有較大的比表面積。故，採用石墨烯128與柔性高分子基體124構成的石墨烯高分子複合材料層130也具有很大的比表面積和導電性，故採用上述石墨烯高分子複合材料層130構成的導電層148也與觸摸屏構成的單位面積上的電容較大，並具有較好的導電性，該導電層148具有更高的靈敏度。

請參考圖20至圖23，本發明第二實施例提供一種觸摸屏輸入指套 ，其包括一手指套筒22及輸入端24。所述手指套筒22和輸入端24由絕緣材料一體成形，進而呈一端封閉另一端敞開的筒狀結構，所述封閉端作為輸入端24。同時，所述手指套筒22和輸入端24的表面上設有一導電層248，所述導電層248將手指套筒22的內表面至少一部分和輸入端24的外表面導電性連接。所述導電層248與手指套筒22的設置關係可以包括以下幾種情況：其一，如圖20所示的手指套筒22，所述導電層248的設置方式可以係覆蓋手指套筒22的整個內表面和外表面，並在手指套筒22敞開的一端使內表面的導電層248和外表面的導電層248電連接；其二，如圖21所示的手指套筒22，所述導電層248覆蓋整個外表面和部分內表面，並在手指套筒22敞開的一端使內表面的導電層248和外表面的導電層248電連接。其三，如圖22所示，所述手指套筒22包括至少一個通孔220，導電層248設置於手指套筒22的外表面，並覆蓋手指套筒22的端部和該至少一個通孔220，使用者的手指放入手指套筒22後，通過該複數個通孔220可以實現與導電層248的電連接；其四，如圖23所示，所述導電層248分別位於手指套筒2222的封閉端的內表面和外表面，所述手指套筒22包括至少一個通孔，一導電連接部240設置於該至少一個通孔中，使位於內表面的導電層248和位於外表面的導電層248電連接。

當然，所述導電層248與所述手指套筒22的設置關係不限於上述幾種方式，只需滿足使用者手指放入手指套筒22後，可以與輸入端24的導電層248電連接即可。

所述手指套筒22和輸入端24的材料與第一實施例所提供的手指套 筒12的材料相同。

所述導電層248的材料與第一實施例提供的導電層148的材料相同。導電層248可以通過黏結劑、機械卡扣、熱熔、螺合等方式設置於手指套筒22的表面。

請參見圖24，本發明第三實施例提供一觸摸屏輸入指套30，該觸摸屏輸入指套30包括一手指套筒32及一輸入端34。本實施例與第二實施例的主要區別在於，所述手指套筒32和輸入端34全部由導電材料構成，所述導電材料為一自支撐結構，其自身可保持一指套形狀，從而形成所述觸摸屏輸入指套30。該觸摸屏輸入指套30用於套設手指的部位為手指套筒32，觸摸屏輸入指套30的端部用於接觸觸摸屏，為輸入端34。

所述觸摸屏輸入指套30的材料可以為第一實施例中所述之石墨烯複合材料層、上述奈米碳管層或上述奈米碳管高分子複合材料層。

奈米碳管高分子複合材料層可以包括一高分子基體及一奈米碳管層。所述奈米碳管層可以由至少一層奈米碳管拉膜組成。當奈米碳管層包括一層奈米碳管拉膜時，該奈米碳管拉膜在垂直於奈米碳管延伸的方向可以發生形變後，再復原，此過程不會破壞奈米碳管拉膜的結構。當奈米碳管層包括至少兩層相互垂直的奈米碳管拉膜時，奈米碳管層在各個方向可以發生形變，再復原，此過程不會破壞奈米碳管拉膜的結構。由於奈米碳管拉膜的上述性質，當高分子基體採用彈性材料時，所述觸摸屏輸入指套30可以具 有較大的彈性，在應用時更加方便，對使用者手指的粗細沒有要求，且更容易固定於使用者的手指上。

請參見圖25，本發明第四實施例提供一種觸摸屏輸入指套40，該觸摸屏輸入指套40由一手指套筒42構成，該手指套筒42由複數個經線424和複數個緯線426編織形成。所述經線424為導電絲，複數個經線424的一端相互連接於一結點4240，複數個經線424從該結點4240延伸出。所述結點4240組成一尖端，作為觸摸屏輸入指套40的輸入端44。所述緯線426為閉合線，用於將該複數個經線424固定。所述經線424和緯線426的直徑小於1毫米，優選地，所述經線424和緯線426的直徑大於等於10微米小於等於1毫米。相鄰的兩個緯線426之間的距離小於等於1毫米。所述經線424為導電材料，為奈米碳管線狀結構或者奈米碳管複合線狀結構。所述緯線426的材料可以為導電材料或絕緣材料。所述導電材料可以為金屬。所述絕緣材料可以為塑膠、尼龍、橡膠、樹脂或纖維。優選地，所述緯線426的材料為柔性材料，以使觸摸屏輸入指套40具有一定的柔韌性。

請參見圖26，本發明第五實施例提供一種觸摸屏輸入指套50，其包括一手指套筒52及一輸入端54。本實施例與第一實施例的主要區別在於，輸入端54全部由導電材料構成。

所述輸入端54可以由第一實施例中所述之奈米碳管層、奈米碳管線狀結構、奈米碳管高分子複合材料層或一石墨烯高分子複合材料層構成。所述奈米碳管結構、奈米碳管高分子複合材料層或石墨烯高分子複合材料層可以通過各種變形，如捲曲、團聚、盤繞 等方式構成輸入端54所具有的形狀。

當輸入端54包括奈米碳管層時，該奈米碳管層可以團聚形成輸入端54。所述輸入端54可以為空心結構，也可以為實心結構。此時，輸入端54由複數個相互纏繞的奈米碳管組成。由於奈米碳管層包括複數個奈米碳管膜，奈米碳管膜表面具有一定的黏性，所以當奈米碳管層團聚形成輸入端54之後，可以保持輸入端54的形狀。當奈米碳管層包括奈米碳管拉膜或奈米碳管碾壓膜時，奈米碳管之間首尾相連，從而使輸入端54具有較好的導電性。

請參見圖27，當輸入端54包括一根奈米碳管線狀結構150時，該奈米碳管線狀結構150可以盤繞形成輸入端54，為使奈米碳管線狀結構150保持該輸入端54的形狀，可以在奈米碳管線狀結構150盤繞後形成的縫隙處塗覆黏結劑，該黏結劑可以係導電黏結劑，也可以係非導電的黏結劑，優選地，該黏結劑為導電黏結劑，本實施例中選用導電銀膠。請參見圖28，當輸入端54包括奈米根奈米碳管線狀結構150時，每根奈米碳管線狀結構150可環繞一周形成一圓環，相鄰的兩個圓環緊密結合，且每根奈米碳管線狀結構150組成的圓環的半徑依次逐漸減小，從而組成一具有圓錐形狀的輸入端54。相鄰的奈米碳管線狀結構組成的圓環之間通過黏結劑固定。

當輸入端54包括奈米碳管層或奈米碳管線狀結構時，為使該奈米碳管層或該奈米碳管線狀結構保持該輸入端54的形狀，該奈米碳管層或該奈米碳管線狀結構可以通過在一預定溫度下進行熱處理的步驟在真空環境下或保護氣體存在的條件下進行熱處理使其固 定形狀。使奈米碳管層或奈米碳管線狀結構保持住該輸入端54的固定形狀所需要的預定溫度可為600~2000攝氏度，優選的，該預定溫度為1600~1700攝氏度。由於奈米碳管層或奈米碳管線狀結構中的奈米碳管通過凡得瓦力相互結合，該熱處理過程，對所述由於凡得瓦力作用而相互連接在一起的奈米碳管可起到一焊接效果，並使其保持住預定形狀。所述熱處理過程可採用通以加熱電流或高溫加熱兩種方式進行：

(1)對於通以加熱電流方式，可直接向該固定形狀的奈米碳管層或奈米碳管線狀結構通入一加熱電流，並維持一段時間。該加熱電流的大小可依奈米碳管層的厚度和面積而定或者根據奈米碳管線狀結構的直徑和長度而定，其應保證使奈米碳管層或奈米碳管線狀結構的溫度達到所述預定溫度。在通以加熱電流進行熱處理的過程中，若熱處理維持的時間過長，則會導致奈米碳管層或奈米碳管線狀結構自身缺陷的增大以及碳的流失，故該維持的時間以不超過4小時為佳。

(2)對於高溫加熱方式，可將固定形狀的奈米碳管層或奈米碳管線狀結構置入具有一預定溫度之高溫環境，如石墨爐中，並維持一段時間，所述維持時間依溫度的高低而定。例如在約2000攝氏度的預定溫度下進行熱處理，維持約0.5~1小時即可。

通過上述處理方式，奈米碳管層或奈米碳管線狀結構可以保持一固定形狀而不變形，故，輸入端54可以由純的奈米碳管結構構成。

當輸入端54包括一奈米碳管複合材料層時，該奈米碳管複合材料層包括一奈米碳管層時，該奈米碳管層的設置方式與輸入端54由奈米碳管層構成時的設置方式一致；當奈米碳管複合材料層包括一根或奈米根奈米碳管奈米碳管線狀結構時，該奈米碳管線狀結構的設置方式與輸入端54由奈米碳管線狀結構構成時的設置方式一致。

請參見圖29，本發明第六實施例提供一種觸摸屏輸入指套60，該觸摸屏輸入指套60包括一手指套筒62及一輸入端64。

所述手指套筒62為一指環，其具有一環形結構，該手指套筒62用於套設在手指上。所述指環的形狀不限，只需滿足觸摸屏輸入指套60通過該指環可以固定於使用者的手指上即可。所述指環可以為一圓環結構或者一C型結構。所述指環的材料為導電材料，可以為金屬、合金或導電聚合物。

所述輸入端64固定於手指套筒62上，由於手指套筒62為一環狀結構，輸入端64固定於該環狀結構圓周上的一突出結構。所述輸入端64與手指套筒62電連接，可以通過焊接、機械連接方式或者導電膠固定於手指套筒62上。所述輸入端64的結構與第一實施例提供的輸入端14的結構相同，或者與第五實施例提供的輸入端54的結構相同。

本發明提供的觸摸屏輸入指套具有以下優點：其一，所述觸摸屏輸入指套在使用時，可通過輸入端的導電層與手指電連接，利用輸入端向觸摸屏可輸入資訊，故不會弄髒觸摸屏；其二，本發明 的導電層，即與觸摸屏接觸部分的材料(如奈米碳管、石墨烯或其複合材料)硬度和摩擦係數均較小，不易對觸摸屏造成破壞；其三，由於輸入端與觸摸屏的接觸面積可以很好的控制，可以靈敏的操作較小的按鍵；其四，由於該觸摸屏指套在使用時可以套在一個手指上操作，相對於輸入筆操作，無需兩隻手同時操作觸摸屏，可以實現一隻手操作觸摸屏。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧觸摸屏輸入指套

12‧‧‧手指套筒

14‧‧‧輸入端

16‧‧‧縫隙

142‧‧‧第一部分

144‧‧‧第二部份

146‧‧‧支撐體

148‧‧‧導電層

Claims (18)

1. 一種觸摸屏輸入指套，其包括：一手指套筒；一輸入端，所述輸入端設置於該手指套筒；其改良在於，所述輸入端包括一支撐體及設置在該支撐體表面的導電層，所述導電層為一石墨烯複合材料層，該石墨烯複合材料層包括一高分子基體及分佈於該高分子基體中的複數個石墨烯，在使用時，所述導電層與手指電連接。
2. 如請求項1所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述石墨烯均勻分佈於高分子基體中，高分子基體中的石墨烯相互接觸構成一導電網路。
3. 如請求項1所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述石墨烯在所述柔性高分子基體中的體積百分比為10%~60%。
4. 如請求項1所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述高分子基體材料為矽橡膠、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中的一種或幾種的組合。
5. 如請求項1所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述手指套筒的材料為柔性導電材料，所述柔性導電材料包括一柔性材料和分佈在所述柔性材料中的金屬顆粒。
6. 如請求項1所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述手指套筒為兩端開口的筒狀結構，所述輸入端固定於所述手指套筒的一端，所述輸入端包括一第一部分和一第二部分，所述第一部分位於手指套 筒內部，所述第二部分位於手指套筒的外部。
7. 如請求項6所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述第一部分與手指接觸的表面具有一曲面，所述第二部分包括一凸起結構。
8. 如請求項1所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述支撐體為一空心結構。
9. 如請求項1所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述手指套筒為一端開口，一端封閉的結構，所述封閉端設置至少一通孔，所述輸入端設置於該封閉端內壁面或者外壁面上。
10. 一種觸摸屏輸入指套，其改良在於，包括：一手指套筒，該手指套筒為一端封閉另一端敞開的筒狀結構，其包括一內表面及一外表面；一導電層，所述導電層設置於手指套筒的表面上，所述導電層將手指套筒的內表面至少一部分和手指套外表面導電性連接，所述導電層位於手指套筒封閉端的部分為輸入端，所述導電層為一石墨烯複合材料層，該石墨烯複合材料層包括一高分子基體及分佈於該高分子基體中的複數個石墨烯。
11. 如請求項10所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述導電層覆蓋手指套筒的整個內表面和整個外表面，所述內表面的導電層和所述外表面的導電層在手指套筒敞開的一端電連接。
12. 如請求項10所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述導電層覆蓋整個手指套筒外表面和部分內表面，所述內表面的導電層和所述外表面的導電層在手指套筒敞開的一端電連接。
13. 如請求項10所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述手指套筒包括至少一個通孔，所述導電層覆蓋手指套筒的外表面和該複數個通孔 。
14. 如請求項10所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述手指套筒包括至少一個通孔，所述導電層覆蓋手指套筒的內表面和外表面，所述至少一個通孔內設置有一導電連接部，該導電連接部使位於手指套筒內表面的導電層和位於手指套筒外表面的導電層電連接。
15. 一種觸摸屏輸入指套，其包括：一手指套筒；一輸入端，所述輸入端固定於該手指套筒；其改良在於，所述輸入端由一石墨烯複合材料構成，該石墨烯複合材料包括一高分子基體及分佈於該高分子基體中的複數個石墨烯。
16. 如請求項15所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述手指套筒為一指環，其具有一環形結構，所述輸入端為固定於該環狀結構圓周上的一突出結構。
17. 如請求項15所述之觸摸屏輸入指套，其中，所述手指套筒為一筒狀結構，所述輸入端固定於所述手指套筒的一端，所述輸入端包括一第一部分和一第二部分，所述第一部分位於手指套筒內部，所述第二部分位於手指套筒的外部。
18. 一種觸摸屏輸入指套，該觸摸屏輸入指套包括一手指套筒及一輸入端，所述手指套筒和所述輸入端一體構成一指套形狀，該觸摸屏輸入指套由導電材料構成，其改良在於，所述導電材料為一石墨烯複合材料，該石墨烯複合材料包括一高分子基體及分佈於該高分子基體中的複數個石墨烯。