專(zhuān)利名稱(chēng)：觸控筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控筆，尤其涉及一種應(yīng)用于觸摸屏的觸控筆。
技術(shù)背景
近年來(lái)，伴隨著移動(dòng)電話與觸摸導(dǎo)航系統(tǒng)等各種電子設(shè)備的高性能化和多樣化 的發(fā)展，在液晶等顯示設(shè)備的前面安裝透光性的觸摸屏的電子設(shè)備逐步增加。這樣的電 子設(shè)備的使用者通過(guò)觸摸屏，一邊對(duì)位于觸摸屏背面的顯示設(shè)備的顯示內(nèi)容進(jìn)行視覺(jué)確 認(rèn)，一邊利用手指或筆等方式按壓觸摸屏來(lái)進(jìn)行操作。由此，可以操作電子設(shè)備的各種 功能。
按照觸摸屏的工作原理和傳輸介質(zhì)的不同，現(xiàn)有的觸摸屏分為四種類(lèi)型，分別 為電阻式、電容式、紅外線式以及表面聲波式。其中電容式觸摸屏因敏感度較高、所需 觸碰力度較小而應(yīng)用較為廣泛。
現(xiàn)有的電容式觸摸屏包括一個(gè)透明導(dǎo)電層，該透明導(dǎo)電層連接有多個(gè)電極。使 用時(shí)，通常采用手指或者一個(gè)觸控筆觸摸電容屏的表面，觸摸物與透明導(dǎo)電層之間形成 一接觸電容，通過(guò)外接電路感測(cè)觸摸點(diǎn)與觸摸屏表面的透明導(dǎo)電層的各個(gè)電極之間的電 信號(hào)，從而可以判斷出觸摸點(diǎn)在觸摸屏上的位置?，F(xiàn)有觸控筆的筆尖為了獲得良好的導(dǎo) 電性，一般由金屬材質(zhì)制成。然而，通過(guò)金屬材質(zhì)制成的觸控筆的筆頭，硬度較高，容 易對(duì)觸摸屏造成損傷，并且其與觸摸屏接觸時(shí)的接觸電容以及靈敏度仍有待改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種使用時(shí)與觸摸屏之間接觸電容大、具有較高靈敏 度，并且對(duì)觸摸屏傷害較小的觸控筆。
一種觸控筆，包括筆桿和筆頭，所述筆頭具有柔性及導(dǎo)電性。所述筆頭使用時(shí) 與觸摸屏之間形成接觸電容。所述筆頭為由多個(gè)碳納米管線平行成束組成的束狀結(jié)構(gòu)。
—種觸控筆，包括筆桿和筆頭，所述筆頭具有柔性及導(dǎo)電性，所述筆頭使用時(shí) 與觸摸屏之間形成接觸電容。所述筆頭為由多個(gè)碳納米管復(fù)合線組成的束狀結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，由于碳納米管具有非常好的導(dǎo)電性、較大的比表面積以及較 好的柔性，使得本發(fā)明觸控筆的筆頭與電容式觸摸屏接觸時(shí)，在單位接觸面積上的接觸 電容較大，具有較高的靈敏度。另外，由于碳納米管比金屬的摩擦系數(shù)更小，所以該筆 頭不易損傷觸摸屏。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例觸控筆的筆頭的的剖示圖。
圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例觸控筆的空心結(jié)構(gòu)的筆頭的示意圖。
圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的觸控筆的具有螺旋帶狀觸碰材料層的筆頭的結(jié)構(gòu)示 意圖。
圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭使用的碳納米管高分子復(fù)合材料 的示意圖。
圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用的一種具有碳納米管結(jié)構(gòu) 的碳納米管復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用的另一種具有碳納米管結(jié) 構(gòu)的碳納米管復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用的碳納米管拉膜的掃描電 鏡照片。
圖10為圖8中的碳納米管結(jié)構(gòu)為碳納米管陣列時(shí)，觸控筆的筆頭的觸碰材料層 的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為碳納米管陣列中的碳納米管露出柔性高分子基體的表面的觸碰材料層的 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用的一種碳納米管絮化膜的 掃描電鏡照片。
圖13為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所采用的一種包括沿同一方向擇 優(yōu)取向排列的碳納米管的碳納米管碾壓膜的掃描電鏡照片。
圖14為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用的另一種包括沿不同方向 擇優(yōu)取向排列的碳納米管的碳納米管碾壓膜的掃描電鏡照片。
圖15是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用多根平行設(shè)置碳納米管線 形成的碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于柔性高分子基體表面形成的觸碰材料層的示意圖。
圖16是本發(fā)明第一實(shí)施例的觸控筆的筆頭所使用多根交叉設(shè)置碳納米管線形成 的碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于柔性高分子基體表面形成的觸碰材料層的示意圖。
圖17為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用的一種非扭轉(zhuǎn)的碳納米管 線的掃描電鏡照片。
圖18為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用的一種扭轉(zhuǎn)的碳納米管線 的掃描電鏡照片。
圖19為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭使用的由碳納米管和導(dǎo)電材料形 成的多孔碳納米管復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖20為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭使用的石墨烯高分子復(fù)合材料的 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖21為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的筆頭所使用的石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖22為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的觸控筆的觸碰材料層的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖23為本發(fā)明第二實(shí)施例的觸控筆的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖M為本發(fā)明第二實(shí)施例的觸控筆的筆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖25為本發(fā)明第三實(shí)施例的觸控筆的結(jié)構(gòu)示意圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
觸控筆100，200，300，
碳納米管結(jié)構(gòu)12
筆桿110
固定端114
筆頭120，220，
支撐體121
固定部122，222，
主體124
觸碰材料層125
封閉空間126，326
碳納米管22
柔性高分子基體24
碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25
石墨烯28
碳納米管線152
觸碰部224，324
微孔225
導(dǎo)電材料層226
固定端252
觸碰端254
石墨烯層280具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的觸控筆。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種用于觸摸屏的觸控筆100。該觸控筆 100包括筆桿110以及設(shè)置于該筆桿110—端的筆頭120。所述筆頭120具有柔性和導(dǎo)電性。
本發(fā)明觸控筆100的筆桿110的作用主要是為用戶提供操作筆頭120時(shí)的把持部 位。當(dāng)所述觸控筆100為靠人體導(dǎo)電性來(lái)達(dá)成觸控操作的筆時(shí)，所述筆桿110需要具有將 人手上的靜電荷傳遞至筆頭120的功能，也就是說(shuō)所述筆桿110需要與筆頭120電連接。 當(dāng)所述觸控筆100并非靠人體導(dǎo)電性來(lái)達(dá)成觸控操作的筆時(shí)，如在筆桿110內(nèi)設(shè)置一與所 述筆頭120電連接的電容性導(dǎo)體的電容式觸控筆100，所述筆桿110與筆頭120之間不必 一定要導(dǎo)電性連接，只要保證筆頭120與觸摸屏之間能夠形成接觸電容即可?？梢岳斫?為，本發(fā)明觸控筆100的筆桿110的材料、結(jié)構(gòu)、形狀以及與筆頭120之間的連接方式均 可以根據(jù)實(shí)際需要去選擇或者改變。本實(shí)施例中，以靠人體靜電的觸控筆100并以筒狀 金屬筆桿110為例，來(lái)重點(diǎn)說(shuō)明本發(fā)明觸控筆100的筆頭120結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參見(jiàn)圖2，所述筆桿110為空心筒狀結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)固定端114。筆桿110的 固定端114內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)螺紋用于安裝所述筆頭120，所述筆頭120擰入所述筆桿110的 固定端114。當(dāng)筆頭120擰入所述筆桿110的固定端114時(shí)，筆頭120與所述筆桿110電 連接?？梢岳斫猓P頭120與筆桿110的連接方式不限于此，可以根據(jù)筆桿110和筆頭120的形狀、結(jié)構(gòu)以及材料在現(xiàn)有技術(shù)中的各種連接方式中選擇適當(dāng)?shù)姆绞?，只要能夠?證筆桿110與筆頭120電連接即可。
請(qǐng)參見(jiàn)圖3，所述筆頭120由一個(gè)支撐體121以及一個(gè)觸碰材料層125構(gòu)成。該 觸碰材料層125設(shè)置于所述支撐體121的外表面。所述支撐體121為柔性材料構(gòu)成，所述 觸碰材料層125為具有柔性的導(dǎo)電材料構(gòu)成。筆頭120的形狀可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)， 可以為球狀，錐狀，圓臺(tái)狀等等，本實(shí)施例中筆頭120為圓錐狀。由于筆頭120具有柔 性，在使用時(shí)，可以通過(guò)壓力控制筆頭120與觸摸屏之間的接觸面積，從而控制觸控筆 10與觸摸屏之間的接觸電容的大小。
所述支撐體121具有一固定部122和一主體124，所述固定部122和所述主體124 可以為一體成型的整體實(shí)心結(jié)構(gòu)。所述固定部122的外表面設(shè)有外螺紋，正好與所述筆 桿110的固定端114的內(nèi)螺紋相匹配，從而可以將筆頭120固定于筆桿110的固定端114。 所述主體124的形狀可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)，可以為球狀，錐狀，圓臺(tái)狀等等。所述主體 1 用于設(shè)置所述觸碰材料層125，所述觸碰材料層125可以將主體IM全部覆蓋，也可 以部分覆蓋。所述觸碰材料層125至少部分覆蓋所述固定部122和主體124的連接處， 從而當(dāng)筆頭120安裝在筆桿110的固定端114后，觸碰材料層125與筆桿110電連接。
所述支撐體121為柔性高分子材料構(gòu)成，所述柔性高分子材料可以為硅橡膠、 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。所述支撐體121還可以由具有較高介電常數(shù)的柔性聚合物材料組成，該高 介電常數(shù)的柔性聚合物材料可以為膠態(tài)。所述支撐體121還可以為導(dǎo)電高分子材料，導(dǎo) 電高分子材料具有較高的介電常數(shù)，用作支撐體121時(shí)，可以使筆頭120本身具有較大的 電容。所述導(dǎo)電高分子材料可以為聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。本實(shí)施例中，所述支撐體 121的材料為硅橡膠。
請(qǐng)參見(jiàn)圖4，所述支撐體121還可以為一個(gè)空心結(jié)構(gòu)的支撐體121。可以在所述 主體124的內(nèi)部形成一個(gè)封閉空間126，從而制成一個(gè)空心結(jié)構(gòu)的筆頭120。當(dāng)該支撐體 121為空心結(jié)構(gòu)時(shí)，其壁厚可以選擇為0.1毫米至2毫米。當(dāng)該支撐體121為空心結(jié)構(gòu) 時(shí)，該筆頭120的柔韌性可以得到進(jìn)一步提高。
請(qǐng)參見(jiàn)圖5，所述觸碰材料層125可以為螺旋帶狀形成于所述主體124的外表 面。該螺旋帶狀的觸碰材料層125的螺旋半徑沿著筆尖向著筆桿110的方向逐漸增大。 具體地，所述主體124的外表面可以設(shè)置有螺旋狀溝槽，該螺旋狀溝槽的螺旋半徑由主 體124的端部向固定部122螺旋延伸，并且螺旋半徑由小到大。所述觸碰材料層125可 以設(shè)置在上述螺旋狀溝槽內(nèi)，并且觸碰材料層125的厚度大于溝槽深度，從而使得所述 觸碰材料層125凸出于主體124的外表面，用于與觸摸屏接觸。由于螺旋帶狀的觸碰材 料層125的螺旋半徑由筆頭120的筆尖向筆桿的方向逐漸增大。使用時(shí)，隨著壓力的增 大，筆頭120的彎曲程度增大，觸碰材料層125與觸摸屏基板接觸的面積也逐漸增大。 從而可以控制與觸摸屏之間的接觸面積的大小，從而控制筆劃的粗細(xì)。由于所述螺旋帶 狀的觸碰材料層125只是部分包覆了主體IM的表面，相對(duì)于完全包覆主體IM表面，比 較節(jié)省原材料?？梢岳斫?，所述主體124的表面也可以不設(shè)置螺旋溝槽，直接將螺旋帶 狀的觸碰材料層125設(shè)置于所述主體IM的表面，并且由主體的端部向固定部122螺旋延 伸，并且螺旋半徑沿著筆尖向著筆桿110的方向由小到大。
所述觸碰材料層125用于與觸摸屏的表面接觸，并與之形成接觸電容。通過(guò) 與觸摸屏接觸面積的變化而實(shí)現(xiàn)接觸電容的變化，從而使得觸摸屏能夠感知出筆畫(huà)的粗 細(xì)。該觸碰材料層125的厚度可以為1微米至2毫米，該觸碰材料層125具有導(dǎo)電性。 為了增大該觸控材料層125的比表面積，該觸碰材料層125可以為碳納米管，石墨烯； 碳納米管與柔性高分子構(gòu)成的復(fù)合材料；石墨烯與柔性高分子構(gòu)成的復(fù)合材料；或者是 碳納米管與金屬構(gòu)成的復(fù)合材料構(gòu)成。下面將分別介紹碳納米管均勻分散在柔性高 分子基體中形成的復(fù)合材料，碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置于柔性高分子基體的表面形成的復(fù)合材 料，碳納米管結(jié)構(gòu)中的每個(gè)碳納米管表面包覆一層導(dǎo)電層形成的復(fù)合材料，以及石墨烯 均勻分散在柔性高分子基體中或者設(shè)置于柔性高分子基體表面形成的復(fù)合材料。
請(qǐng)參見(jiàn)圖6，所述觸碰材料層125可以由一種碳納米管高分子復(fù)合材料構(gòu)成。該 碳納米管高分子復(fù)合材料由柔性高分子基體M以及分散于該柔性高分子基體M內(nèi)的多個(gè) 碳納米管22組成。該多個(gè)碳納米管22均勻分散于所述柔性高分子基體M內(nèi)，并且相互 連接形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。為了實(shí)現(xiàn)碳納米管22在柔性高分子基體M內(nèi)形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，該碳 納米管22的質(zhì)量百分含量應(yīng)大于5%。由于碳納米管22具有非常大的比表面積，以及 較高的導(dǎo)電性。該筆頭120在使用時(shí)，由于觸碰材料層125具有較大的比表面積，就可 以存儲(chǔ)更多的從使用者的手部傳導(dǎo)來(lái)的靜電荷，從而提高了筆頭120與觸摸屏之間的接 觸電容。另外，該摻雜有碳納米管22的高分子復(fù)合材料構(gòu)成的觸碰材料層125與觸摸屏 構(gòu)成的單位面積上的電容較大，從而更加靈敏。而且，由于碳納米管22是中空結(jié)構(gòu)，其 具有非常小的質(zhì)量，其特殊的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)使得碳納米管22又具有非常高的強(qiáng)度以及彈性 模量。除此之外，由于碳納米管22具有非常大的長(zhǎng)徑比(大于1000 1)，碳納米管22 還具有非常好的柔韌性，施加外力后可以很好的恢復(fù)形狀。因此，采用碳納米管22與柔 性高分子基體M形成的高分子復(fù)合材料構(gòu)成的筆頭120，具有較輕的質(zhì)量，以及較高的 耐刮擦度，從而具有較長(zhǎng)的使用壽命。采用分散的碳納米管22設(shè)置于柔性高分子基體M 中構(gòu)成的高分子復(fù)合材料構(gòu)成的筆頭120，還可以有部分碳納米管22從高分子基體M的 外表面露頭，從而更好的與觸摸屏接觸，另外由于該碳納米管復(fù)合材料相對(duì)于金屬更加 柔軟，因此還不易損傷觸摸屏。
所述柔性高分子基體M為具有一定厚度的片材，厚度為1微米至2毫米之間。 所述柔性高分子基體M為柔性高分子材料構(gòu)成，該柔性材料導(dǎo)電性不限，只要具有柔性 即可。所述柔性高分子基體M的材料為柔性高分子材料，如硅橡膠、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(shí) 施例中，所述柔性高分子基體M的材料為硅橡膠。
請(qǐng)參閱圖7，所述觸碰材料層125還可以由一個(gè)具有整體結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)12 設(shè)置于柔性高分子基體M的表面形成。請(qǐng)參閱圖8，所述具有整體結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu) 12還可以靠近柔性高分子基體M的表面設(shè)置于該柔性高分子基體M之中構(gòu)成。所謂所 述碳納米管結(jié)構(gòu)12靠近柔性高分子基體M的表面設(shè)置于所述柔性高分子基體M之中， 指的是該碳納米管結(jié)構(gòu)12在其厚度方向上完全或者部分包埋于柔性高分子基體M中，并 且當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)12完全包埋于柔性高分子基體M中時(shí)，碳納米管結(jié)構(gòu)12到所述柔性 高分子基體M的一個(gè)表面的距離要小于等于10微米，從而保證該觸碰材料層125是導(dǎo)電 的。
所述碳納米管結(jié)構(gòu)12為一自支撐結(jié)構(gòu)。所謂“自支撐結(jié)構(gòu)”即該碳納米管結(jié) 構(gòu)無(wú)需通過(guò)一支撐體支撐，也能保持自身特定的形狀。該自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)12 包括多個(gè)碳納米管22，該多個(gè)碳納米管22通過(guò)范德華力相互吸引，從而使碳納米管結(jié)構(gòu) 12具有特定的形狀。由于該碳納米管結(jié)構(gòu)12具有自支撐性，在不通過(guò)支撐體支撐時(shí)仍可 保持層狀或線狀結(jié)構(gòu)。該碳納米管結(jié)構(gòu)12中碳納米管22之間具有大量間隙，從而使該 碳納米管結(jié)構(gòu)12具有大量孔隙，所述柔性高分子基體M滲入該孔隙中，與所述碳納米管 結(jié)構(gòu)12緊密結(jié)合。
在所述碳納米管高分子復(fù)合材料中，所述柔性高分子基體M填充于碳納米管結(jié) 構(gòu)12中的孔隙當(dāng)中。柔性高分子基體M與碳納米管結(jié)構(gòu)12中的碳納米管22緊密結(jié)合。 柔性高分子基體M包裹整個(gè)碳納米管結(jié)構(gòu)12。碳納米管結(jié)構(gòu)12在柔性高分子基體M中 保持層狀結(jié)構(gòu)。柔性高分子基體M的表面到碳納米管結(jié)構(gòu)12的垂直距離大于0微米小 于等于10微米。
所述碳納米管結(jié)構(gòu)12可以為碳納米管拉膜、碳納米管陣列、碳納米管絮化膜或 碳納米管碾壓膜。
請(qǐng)參閱圖9，所述碳納米管拉膜為從碳納米管陣列中直接拉取獲得的一種碳納 米管膜。每一碳納米管拉膜是由若干碳納米管組成的自支撐結(jié)構(gòu)。所述若干碳納米管 為基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列。所述擇優(yōu)取向是指在碳納米管膜中大多數(shù)碳納米管的 整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數(shù)碳納米管的整體延伸方向基本平行于 碳納米管膜的表面。進(jìn)一步地，所述碳納米管膜中大多數(shù)碳納米管是通過(guò)范德華力首尾 相連。具體地，所述碳納米管膜中基本朝同一方向延伸的大多數(shù)碳納米管中每一碳納米 管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過(guò)范德華力首尾相連。當(dāng)然，所述碳納米管膜中存 在少數(shù)隨機(jī)排列的碳納米管，這些碳納米管不會(huì)對(duì)碳納米管膜中大多數(shù)碳納米管的整體 取向排列構(gòu)成明顯影響。所述自支撐為碳納米管膜不需要大面積的載體支撐，而只要相 對(duì)兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態(tài)，即將該碳納米管膜置于(或固 定于)間隔一固定距離設(shè)置的兩個(gè)支撐體上時(shí)，位于兩個(gè)支撐體之間的碳納米管膜能夠 懸空保持自身膜狀狀態(tài)。所述自支撐主要通過(guò)碳納米管膜中存在連續(xù)的通過(guò)范德華力首 尾相連延伸排列的碳納米管而實(shí)現(xiàn)。所述碳納米管拉膜的厚度為0.5納米 100微米， 寬度與拉取該碳納米管拉膜的碳納米管陣列的尺寸有關(guān)，長(zhǎng)度不限。該碳納米管拉膜的 制備方法請(qǐng)參見(jiàn)范守善等人于2007年2月9日申請(qǐng)的，于2010年5月沈日公告的第 CN101239712B號(hào)中國(guó)專(zhuān)利“碳納米管膜結(jié)構(gòu)及其制備方法”，申請(qǐng)人清華大學(xué)，鴻 富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也 應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。由于上述碳納米管拉膜中的碳納米管基本定向排 列，當(dāng)采用上述碳納米管拉膜構(gòu)成的碳納米管結(jié)構(gòu)12應(yīng)用于所述筆頭120的觸碰材料層 125時(shí)，該觸碰材料層125中，碳納米管可以沿著筆頭120向筆桿110的方向定向排列， 從而提高了筆頭120向筆桿110方向的導(dǎo)電性，使得觸控筆100具有更好的響應(yīng)速度。
所述碳納米管結(jié)構(gòu)12還可以為一個(gè)碳納米管陣列。請(qǐng)參閱圖10，該碳納米管陣 列設(shè)置于柔性高分子基體M中，該碳納米管陣列中的多個(gè)碳納米管22具有相同的排列方 向。所述碳納米管陣列中的碳納米管22與柔性高分子基體M的表面角度不限，優(yōu)選地， 碳納米管22沿柔性高分子基體M表面的法線方向延伸。所述碳納米管陣列中的碳納米管22根部之間的距離大于0小于等于1微米。從而在碳納米管陣列中形成多個(gè)間隙，所 述柔性高分子基體對(duì)填充于到碳納米管陣列的間隙當(dāng)中，柔性高分子基體對(duì)與碳納米管 陣列中的碳納米管22緊密結(jié)合。柔性高分子基體M的表面到碳納米管陣列的表面小于 等于10微米，此時(shí)碳納米管高分子復(fù)合材料層的表面仍具有導(dǎo)電性。請(qǐng)參見(jiàn)圖11，所述 碳納米管陣列中的碳納米管22可以從高分子基體M中露頭，碳納米管22露出高分子基 體M表面的長(zhǎng)度小于等于10微米。
請(qǐng)參閱圖12，所述碳納米管絮化膜為通過(guò)一絮化方法形成的碳納米管膜，該碳 納米管絮化膜包括相互纏繞且均勻分布的碳納米管。碳納米管的長(zhǎng)度大于10微米，優(yōu)選 為200 900微米。所述碳納米管之間通過(guò)范德華力相互吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。 所述碳納米管絮化膜各向同性。所述碳納米管絮化膜中的碳納米管為均勻分布，無(wú)規(guī)則 排列，形成大量的孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙尺寸約小于10微米。所述碳納米管絮化膜的長(zhǎng)度和寬 度不限。請(qǐng)參閱圖12，由于在碳納米管絮化膜中，碳納米管相互纏繞，因此該碳納米管 絮化膜具有很好的柔韌性，且為一自支撐結(jié)構(gòu)，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所 述碳納米管絮化膜的面積及厚度均不限，厚度為1微米 1毫米，優(yōu)選為100微米。所述 碳納米管絮化膜及其制備方法請(qǐng)參見(jiàn)范守善等人于2007年4月13日申請(qǐng)的，于2008年 10月15日公開(kāi)的第CN10U84662A號(hào)中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)“碳納米管薄膜的制備方法”， 申請(qǐng)人:清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但 上述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)所揭露的一部分。
所述碳納米管碾壓膜為通過(guò)碾壓一碳納米管陣列形成的碳納米管膜。該碳納米 管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管，碳納米管沿同一方向或不同方向擇優(yōu)取向排列。碳 納米管也可以是各向同性的。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管相互部分交疊，并通過(guò) 范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使得該碳納米管結(jié)構(gòu)具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊 成任意形狀而不破裂。且由于碳納米管碾壓膜中的碳納米管之間通過(guò)范德華力相互吸 引，緊密結(jié)合，使碳納米管碾壓膜為一自支撐的結(jié)構(gòu)。所述碳納米管碾壓膜可通過(guò)碾壓 一碳納米管陣列獲得。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管與形成碳納米管陣列的生長(zhǎng)基 底的表面形成一夾角β，其中，β大于等于0度且小于等于15度(0《β《15° )，該夾 角β與施加在碳納米管陣列上的壓力有關(guān)，壓力越大，該夾角越小，優(yōu)選地，該碳納米 管碾壓膜中的碳納米管平行于該生長(zhǎng)基底排列。依據(jù)碾壓的方式不同，該碳納米管碾壓 膜中的碳納米管具有不同的排列形式。請(qǐng)參閱圖13，當(dāng)沿同一方向碾壓時(shí)，碳納米管沿 一固定方向擇優(yōu)取向排列。請(qǐng)參閱圖14，當(dāng)沿不同方向碾壓時(shí)，碳納米管沿不同方向擇 優(yōu)取向排列。當(dāng)從碳納米管陣列的上方垂直碾壓碳納米管陣列時(shí)，碳納米管碾壓膜是各 向同性的。該碳納米管碾壓膜中碳納米管的長(zhǎng)度大于50微米。
該碳納米管碾壓膜的面積和厚度不限，可根據(jù)實(shí)際需要選擇，如被加熱物體所 要加熱的時(shí)間。該碳納米管碾壓膜的面積與碳納米管陣列的尺寸基本相同。該碳納米 管碾壓膜厚度與碳納米管陣列的高度以及碾壓的壓力有關(guān)，可為1微米 1毫米。可 以理解，碳納米管陣列的高度越大而施加的壓力越小，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度 越大，反之，碳納米管陣列的高度越小而施加的壓力越大，則制備的碳納米管碾壓膜的 厚度越小。所述碳納米管碾壓膜之中的相鄰的碳納米管之間具有一定間隙，從而在碳 納米管碾壓膜中形成多個(gè)孔隙，孔隙的尺寸約小于10微米。所述碳納米管碾壓膜及其制備方法請(qǐng)參見(jiàn)范守善等人于2007年6月1日申請(qǐng)的，于2008年12月3日公開(kāi)的第 CN101314464A號(hào)中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)“碳納米管薄膜的制備方法”，申請(qǐng)人清華大 學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請(qǐng)所有技 術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)所揭露的一部分。
所述碳納米管結(jié)構(gòu)12還可以由一個(gè)或多個(gè)碳納米管線152構(gòu)成。當(dāng)所述碳納米 管結(jié)構(gòu)12為一個(gè)碳納米管線152組成時(shí)，該一個(gè)碳納米管線152可以彎折設(shè)置于所述柔 性高分子基體對(duì)的表面，形成一個(gè)具有一定面積的平面形狀的碳納米管結(jié)構(gòu)12。請(qǐng)參見(jiàn) 圖15，當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)12包括多根碳納米管線152時(shí)，該多根碳納米管線152可以相互 平行設(shè)置。請(qǐng)參見(jiàn)圖16，當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)12包括多根碳納米管線152時(shí)，該多根碳納米 管線152還可以相互交叉形成網(wǎng)狀的碳納米管結(jié)構(gòu)12。該碳納米管線152可以為非扭轉(zhuǎn) 的碳納米管線或者是扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。
請(qǐng)參閱圖17，所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)沿碳納米管線長(zhǎng)度方向排列并 首尾相連的碳納米管。優(yōu)選地，該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳納米管片段，該多個(gè) 碳納米管片段之間通過(guò)范德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個(gè)相互平行并通過(guò) 范德華力緊密結(jié)合的碳納米管。該碳納米管片段具有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形 狀。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度不限，直徑為0.5納米 100微米。
所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為采用一機(jī)械力將所述碳納米管拉膜兩端沿相反方向扭 轉(zhuǎn)獲得。請(qǐng)參閱圖18，該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)繞碳納米管線軸向螺旋排列的碳納 米管。優(yōu)選地，該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳納米管片段，該多個(gè)碳納米管片段之間 通過(guò)范德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個(gè)相互平行并通過(guò)范德華力緊密結(jié)合 的碳納米管。該碳納米管片段具有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉(zhuǎn)的碳納米 管線長(zhǎng)度不限，直徑為0.5納米 100微米。所述碳納米管線及其制備方法請(qǐng)參見(jiàn)范守善 等人于2002年9月16日申請(qǐng)的，于2008年8月20日公告的第CN100411979C號(hào)中國(guó)公 告專(zhuān)利“一種碳納米管繩及其制造方法”，申請(qǐng)人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳) 有限公司，以及于2007年6月20日公開(kāi)的第CN1982209A號(hào)中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)“碳納 米管絲及其制作方法”，申請(qǐng)人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié) 省篇幅，僅引用于此，但上述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)所揭露的一部分。
進(jìn)一步地，可采用一揮發(fā)性有機(jī)溶劑處理該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。在揮發(fā)性有機(jī) 溶劑揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的表面張力的作用下，處理后的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線中相鄰的碳納米管通 過(guò)范德華力緊密結(jié)合，使扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的直徑及比表面積進(jìn)一步減小，從而使其密 度及強(qiáng)度進(jìn)一步增大。
由于該碳納米管線為采用有機(jī)溶劑或機(jī)械力處理上述碳納米管拉膜獲得，該碳 納米管拉膜為自支撐結(jié)構(gòu)，故該碳納米管線也為自支撐結(jié)構(gòu)。另外，由于該碳納米管 線中相鄰碳納米管間存在間隙，故該碳納米管線具有大量孔隙，孔隙的尺寸約小于10微 米。
請(qǐng)參見(jiàn)圖19，本實(shí)施例中，所述觸碰材料層125還可以為上述碳納米管結(jié)構(gòu)12 與導(dǎo)電材料所形成的多孔碳納米管復(fù)合材料構(gòu)成。所述多孔碳納米管復(fù)合材料中的碳納 米管結(jié)構(gòu)12保持其結(jié)構(gòu)不變，該碳納米管結(jié)構(gòu)12中的每一根碳納米管22表面均包覆一 導(dǎo)電材料層226。所述多孔碳納米管復(fù)合材料中的包覆有導(dǎo)電材料層226的碳納米管22之間存在間隙，因此，該多孔碳納米管復(fù)合材料包括多個(gè)微孔225。所述微孔225的孔徑 小于等于5微米。
所述導(dǎo)電材料層2 可以為一導(dǎo)電聚合物層，該導(dǎo)電聚合物層的材料可以為聚 苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚對(duì)苯及聚對(duì)苯撐乙烯中的一種或幾種。所述導(dǎo)電聚 合物層的厚度優(yōu)選為30納米 150納米之間。本實(shí)施例中，所述導(dǎo)電聚合物層的厚度為 50納米 90納米。所述導(dǎo)電聚合物層在所述的碳納米管與導(dǎo)電聚合物材料構(gòu)成的復(fù)合 膜中的質(zhì)量百分含量?jī)?yōu)選為20% 80%。本實(shí)施例中，所述導(dǎo)電聚合物層為聚苯胺層， 且所述導(dǎo)電聚合物層包覆在上述的無(wú)序碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表面。聚苯胺的介電系數(shù)比較 高，因此該多孔碳納米管復(fù)合材料也具有較高的介電系數(shù)，從而使得由該多孔碳納米管 復(fù)合材料構(gòu)成的筆頭120在與觸摸屏接觸時(shí)具有較大的電容。
所述導(dǎo)電材料層226的材料還可以為單質(zhì)金屬或金屬合金，所述單質(zhì)金屬可以 為銅、銀或金。該導(dǎo)電材料層226的厚度為1 20納米。本實(shí)施例中，該導(dǎo)電材料層 226的材料為銀，厚度約為5納米。
可選擇地，在碳納米管22和導(dǎo)電材料層2 之間可進(jìn)一步包括一潤(rùn)濕層。所述 潤(rùn)濕層的作用為使導(dǎo)電材料層2 與碳納米管22更好的結(jié)合。該潤(rùn)濕層的材料可以為 鎳、鈀或鈦等與碳納米管22潤(rùn)濕性好的金屬或它們的合金，該潤(rùn)濕層的厚度為1 10納米。
可選擇地，為使?jié)櫇駥雍蛯?dǎo)電材料層2 更好的結(jié)合，在潤(rùn)濕層和導(dǎo)電材料層 之間可進(jìn)一步包括一過(guò)渡層。該過(guò)渡層的材料可以為與潤(rùn)濕層材料及導(dǎo)電層材料均能較 好結(jié)合的材料，該過(guò)渡層的厚度為1 10納米。
所述碳納米管復(fù)合材料層中，碳納米管結(jié)構(gòu)12與導(dǎo)電材料復(fù)合之后，該多孔碳 納米管復(fù)合材料具有更好的導(dǎo)電性能，在與觸摸屏接觸時(shí)傳輸電荷的速度較快，因此， 可以提高觸摸屏觸控筆10的反應(yīng)速度。由于多孔碳納米管復(fù)合材料層中包括多個(gè)微孔 225，使多孔碳納米管復(fù)合材料具有較大的比表面積，從而可以更多地存儲(chǔ)由使用者的手 傳遞過(guò)來(lái)的靜電荷，從而在與觸摸屏接觸時(shí)可以產(chǎn)生較大的接觸電容，因此可以提高觸 摸屏的靈敏度。
可以理解，本發(fā)明第一實(shí)施例的筆頭120的觸碰材料層125，還可以由純碳納米 管組成。該筆頭120表面的觸碰材料層125可以由上述碳納米管結(jié)構(gòu)12包裹于所述主體 124的表面形成。具體地，可以將碳納米管結(jié)構(gòu)12纏繞在所述主體124的外表面，并由 粘結(jié)劑與主體IM粘結(jié)在一起，并且使碳納米管結(jié)構(gòu)12至少部分覆蓋所述固定部122，從 而與筆桿110電連接。由于碳納米管結(jié)構(gòu)12中的碳納米管具有較大的比表面積，該碳納 米管結(jié)構(gòu)12也具有較大的比表面積。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)12與觸摸屏接觸時(shí)，可以產(chǎn) 生較大的接觸電容，使該觸控筆10具有較高的靈敏度。另外，碳納米管比較光滑，具有 較小的摩擦系數(shù)，在使用時(shí)不會(huì)對(duì)觸摸屏的屏幕造成傷害。
請(qǐng)參見(jiàn)圖20，所述觸碰材料層125還可以通過(guò)由石墨烯28分散于所述柔性高分 子基體M材料中形成的石墨烯高分子復(fù)合材料構(gòu)成。該石墨烯觀均勻分散于所述柔性 高分子基體M中。所述石墨烯高分子復(fù)合材料中，還可以有部分石墨烯M還可以從所 述柔性高分子基體M中露頭，從而露出所述觸碰材料層125的表面。所述石墨烯觀在 該柔性高分子基體M中的體積百分比為10%至60%。請(qǐng)參見(jiàn)圖21，所述石墨烯觀是由多個(gè)六元環(huán)型的碳原子構(gòu)成的片層狀結(jié)構(gòu)。所述石墨烯觀的厚度小于等于100納米，本 實(shí)施例中，石墨烯觀的厚度為0.5納米至100納米。石墨烯觀具有良好的導(dǎo)電性能，其 在室溫下傳遞電子的速度非?？?。石墨烯觀還具有較大的比表面積，并具有柔性。因 此，采用石墨烯觀與柔性高分子基體M構(gòu)成的石墨烯高分子復(fù)合材料也具有很大的比表 面積和導(dǎo)電性，因此采用上述材料構(gòu)成的筆頭120也與觸摸屏構(gòu)成的單位面積上的電容 較大，并具有較好的導(dǎo)電性，該筆頭120具有更高的靈敏度。
本實(shí)施例中，采用化學(xué)分散法制備石墨烯觀的原材料。化學(xué)分散法是將氧化石 墨與水按照Img ImL的比例混合，用超聲波振蕩至溶液清晰無(wú)顆粒狀物質(zhì)，加入適量 胼在100°C回流24h，產(chǎn)生黑色顆粒狀沉淀，過(guò)濾、烘干即得石墨烯粉末。采用分散的石 墨烯觀設(shè)置于柔性高分子基體M中構(gòu)成的石墨烯高分子復(fù)合材料構(gòu)成的筆頭120，還可 有部分石墨烯觀從筆頭的外表面露頭，從而更好的與觸摸屏接觸。并且，石墨烯觀較 光滑，具有較小的摩擦系數(shù)，在使用時(shí)不會(huì)對(duì)觸摸屏的屏幕造成傷害。
請(qǐng)參見(jiàn)圖22，本發(fā)明第一實(shí)施例中的觸碰材料層125還可以由所述石墨烯28覆 蓋在柔性高分子基體M的表面構(gòu)成石墨烯層280形成。該石墨烯層觀0的厚度為100納 米到1微米。該石墨烯層觀0中的石墨烯觀的排列方式可以為相互交疊設(shè)置、并列設(shè)置 或者相互重合設(shè)置。石墨烯具有良好的導(dǎo)電性能，其在室溫下傳遞電子的速度非常快。 所述石墨烯層觀0的厚度為單層石墨烯的厚度至1毫米。本實(shí)施例中，采用化學(xué)分散法 制備石墨烯材料?；瘜W(xué)分散法是將氧化石墨與水按照Img ImL的比例混合，用超聲波 振蕩至溶液清晰無(wú)顆粒狀物質(zhì)，加入適量胼在100°C回流24h，產(chǎn)生黑色顆粒狀沉淀，過(guò) 濾、烘干即得石墨烯粉末。制得石墨烯觀之后，將柔性高分子基體M放入石墨烯粉末 中，由于石墨烯觀為納米材料，本身具有一定的粘附力，可以粘附在柔性高分子基體M 的表面，形成石墨烯層觀0。可以理解，石墨烯觀也可以通過(guò)粘結(jié)劑固定于柔性高分子 基體M的表面形成石墨烯層觀0。
可以理解，所述觸碰材料層125還可以由所述石墨烯28直接覆蓋在主體124的 表面形成的石墨烯材料層構(gòu)成。該石墨烯材料層的厚度為100納米到1微米。該石墨烯 層中的石墨烯的排列方式可以為相互交疊設(shè)置、并列設(shè)置或者相互重合設(shè)置。石墨烯具 有良好的導(dǎo)電性能，其在室溫下傳遞電子的速度非?？?。所述石墨烯的厚度為0.5納米至 100納米。
請(qǐng)參見(jiàn)圖23，本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種觸控筆200，該觸控筆200包括筆桿 110以及筆頭220。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的觸控筆100的主要區(qū)別在于，該觸控筆200 的筆頭220為由同一種材料構(gòu)成的實(shí)心結(jié)構(gòu)。所述筆頭220的材料可以選自上述第一實(shí) 施例中組成觸碰材料層125的材料中除了純石墨烯以外的任一材料，觸碰材料層125的具 體材料可以參見(jiàn)第一實(shí)施例的詳細(xì)記載，這里不再贅述。
當(dāng)本發(fā)明第二實(shí)施例中的觸控筆200的筆頭220為純碳納米管組成時(shí)，其可以采 用壓模的方法制成。具體地，可將第一實(shí)施例中的碳納米管結(jié)構(gòu)12作為原材料，放置于 一模具中。將其熱壓成型，從而獲得一種由純碳納米管組成的筆頭220。由于所述碳納 米管結(jié)構(gòu)12是由多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力相互連接形成的完整結(jié)構(gòu)，并且還包括大量 的微孔。因此，采用純碳納米管組成的筆頭也包括大量的微孔。由于碳納米管具有很好 的導(dǎo)電性，以及柔性，使得該筆頭220也具有較好的導(dǎo)電性和柔性。筆頭220存在大量的微孔，微孔的直徑小于10微米，從而使得該筆頭220具有較大的筆表面積，從而能夠 存儲(chǔ)更多的電荷，具有較大的電容。另外，為了提高筆頭220到筆桿110之間的導(dǎo)電能 力，還可以將該由純碳納米管組成的筆頭220中的碳納米管沿著筆頭220向筆桿110的方 向，也就是筆桿110的軸向排列，由于碳納米管的軸向具有較高的導(dǎo)電性，從而該筆頭 220向筆桿110的方向上具有較高的導(dǎo)電性，從而該筆頭220具有更好的響應(yīng)速度。所述 碳納米管可以為單壁，雙壁或多壁碳納米管，優(yōu)選為多壁碳納米管。
請(qǐng)參見(jiàn)圖M，本實(shí)施例中，該筆頭220的形狀除了第一實(shí)施例中所述的任一形 狀外，還可以通過(guò)線狀導(dǎo)電材料組裝成毛筆形狀。所述毛筆狀筆頭220的材料可為多個(gè) 碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25匯集成束狀形成。所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25可以通過(guò)粘結(jié)劑 相互粘在一起形成所述筆頭220。所述筆頭220具有一個(gè)固定部222，以及一個(gè)觸碰部 224。所述固定部222用于固定所述筆頭220于筆桿110，觸碰部2 用于接觸觸摸屏。
具體地，上述每個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25都有一個(gè)固定端252，以及一個(gè)與所述 固定端252遠(yuǎn)離的觸碰端254。所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25的固定端252都相互對(duì)齊 并通過(guò)粘結(jié)劑粘附在一起，從而形成所述固定部222。所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25的 長(zhǎng)度分布具有一定的規(guī)律，由筆頭220的中心軸沿著筆頭的半徑向外，依次減小。上述 分布規(guī)律保證了筆頭為毛筆形狀。所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25遠(yuǎn)離固定端252的部分 為觸碰端254，多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25的觸碰端2M通過(guò)粘結(jié)劑粘附在一起后形成筆 頭220的觸碰部224。本實(shí)施例中，所述筆頭220的固定部222直接插入筆桿110固定端 114，并通過(guò)導(dǎo)電粘結(jié)劑將筆頭220粘附在筆桿110的固定端114。
該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25可以為圖17中的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線，或圖18中的扭 轉(zhuǎn)的碳納米管線。該碳納米管線狀結(jié)構(gòu)25還可以為在上述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線和扭轉(zhuǎn) 的碳納米管線的基礎(chǔ)上形成的碳納米管復(fù)合線。該碳納米管復(fù)合線為聚合物材料滲入碳 納米管線的碳納米管之間的間隙中組成，所述聚合物可包括聚丙烯腈(Polyacrylonitrile， PAN)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚苯乙 烯(Polystyrene，PS)、聚氯乙烯(Polyvinylchlorid，PVC)及聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 (Polyethylene terephthalate, PET)中的任意一種或任意組合。上述碳納米管復(fù)合線的制 備方法可以參看參見(jiàn)范守善等人于2010年4月6日申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮?01010212591.0號(hào) 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法”，申請(qǐng)人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè) (深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請(qǐng)所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明 申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。
另外，上述碳納米管復(fù)合線還可以為碳納米管具有扭轉(zhuǎn)或者非扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的碳納 米管金屬?gòu)?fù)合線，該碳納米管金屬?gòu)?fù)合線為在上述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線和扭轉(zhuǎn)的碳納米 管線的基礎(chǔ)上形成的碳納米管金屬?gòu)?fù)合線，上述碳納米管金屬?gòu)?fù)合線中的碳納米管的排 列趨勢(shì)與所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線和扭轉(zhuǎn)的碳納米管線相同，全部碳納米管或者部分碳 納米管的表面包覆有金屬材料層。上述碳納米管金屬?gòu)?fù)合線的結(jié)構(gòu)以及制備方法可以參 看范守善等人于2009年1月16日申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮?0091000M44.8號(hào)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“絞 線的制備方法”，申請(qǐng)人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。還可以參看 范守善等人于2009年1月16日申請(qǐng)的，申請(qǐng)?zhí)枮?0091000M43.3號(hào)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“絞 線”，申請(qǐng)人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請(qǐng)所揭露的技術(shù)內(nèi)容也應(yīng)視為本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)揭露的一部分。
請(qǐng)參見(jiàn)圖25，本發(fā)明第三實(shí)施例提供一種觸控筆300，該觸控筆300包括筆桿 110以及筆頭320。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于，所述筆頭320為同一種材料 構(gòu)成的空心結(jié)構(gòu)。該筆頭320具有一個(gè)固定部322以及一個(gè)觸碰部324。所述固定部322 用于將筆頭320固定于所述筆桿110，所述觸碰部3M用于接觸觸摸屏。
所述固定部322和所述觸碰部3M可以一體成型組成所述筆頭320。所述固定部 322為外表面設(shè)有外螺紋，其外螺紋正好與所述筆桿110的固定端114的內(nèi)螺紋相匹配， 從而可以將筆頭120固定于筆桿110的固定端114。所述觸碰部324為柔性導(dǎo)電材料圍 成，觸碰部3M定義一個(gè)封閉空間326。所述柔性導(dǎo)電材料環(huán)繞該封閉空間3 形成一個(gè) 中空的觸碰部324。該觸碰部3M的形狀不限，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)，可以為球狀，錐 狀，圓臺(tái)狀等等。本實(shí)施例中，構(gòu)成所述筆頭320的固定部322以及觸碰部324的柔性 導(dǎo)電材料與第一實(shí)施例中的觸碰材料層125的材料完全相同。所述觸碰材料層125的具 體材料已經(jīng)在第一實(shí)施例中得到了詳細(xì)的記載，這里不再贅述。
另外，所述筆頭320的封閉空間3 中還可以加入具有較高介電常數(shù)的液體，如 水、離子溶液。用于提高所述筆頭320的觸控部324的電容。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，由于碳納米管具有非常好的導(dǎo)電性、較大的比表面積以及較 好的柔性，使得本發(fā)明觸控筆的筆頭與電容式觸摸屏接觸時(shí)，在單位接觸面積上的接觸 電容較大，具有較高的靈敏度。另外，由于碳納米管比金屬的摩擦系數(shù)更小，所以該筆 頭不易損傷觸摸屏。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當(dāng)然這些依據(jù)本發(fā)明 精神所作的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種觸控筆，包括筆桿和筆頭，所述筆頭具有柔性及導(dǎo)電性，所述筆頭使用時(shí) 與觸摸屏之間形成接觸電容，其特征在于，所述筆頭為由多個(gè)碳納米管線組成的束狀結(jié) 構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控筆，其特征在于，所述多個(gè)碳納米管線均具有一個(gè)固定端 以及一遠(yuǎn)離所述固定端的觸碰端。
3.如權(quán)利要求2所述的觸控筆，其特征在于，所述多個(gè)碳納米管線的固定端相互對(duì)齊 并通過(guò)粘結(jié)劑粘附在一起，形成一個(gè)固定部。
4.如權(quán)利要求3所述的觸控筆，其特征在于，所述多個(gè)碳納米管線的長(zhǎng)度分布，由筆 頭的中心軸沿著筆頭的半徑向外依次減小。
5.如權(quán)利要求4所述的觸控筆，其特征在于，所述筆頭為毛筆形狀。
6.如權(quán)利要求3所述的觸控筆，其特征在于，所述筆頭通過(guò)所述固定部固定于所述筆 桿，所述筆桿具有導(dǎo)電性，并與所述筆頭電連接。
7.如權(quán)利要求1所述的觸控筆，其特征在于，所述碳納米管線為多個(gè)碳納米管通過(guò)范 德華力首尾相連組成。
8.如權(quán)利要求7所述的觸控筆，其特征在于，所述多個(gè)碳納米管繞所述碳納米管線的 軸向螺旋排列。
9.如權(quán)利要求7所述的觸控筆，其特征在于，所述多個(gè)碳納米管平行于所述碳納米管 線的長(zhǎng)度方向排列。
10.如權(quán)利要求1所述的觸控筆，其特征在于，所述筆桿為金屬材料制成的空心筒狀結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求10所述的觸控筆，其特征在于，所述筆桿具有一固定端，固定端內(nèi)部 設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述筆頭通過(guò)所述內(nèi)螺紋固定于所述固定端。
12.—種觸控筆，包括筆桿和筆頭，所述筆頭具有柔性及導(dǎo)電性，所述筆頭使用時(shí)與 觸摸屏之間形成接觸電容，其特征在于，所述筆頭為由多個(gè)碳納米管復(fù)合線組成的束狀 結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的觸控筆，其特征在于，所述碳納米管復(fù)合線為聚合物材料滲 入碳納米管線的碳納米管之間的間隙中組成。
14.如權(quán)利要求12所述的觸控筆，其特征在于，所述碳納米管復(fù)合線為碳納米管金屬?gòu)?fù)合線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸控筆，包括筆桿和筆頭，所述筆頭具有柔性及導(dǎo)電性。所述筆頭使用時(shí)與觸摸屏之間形成接觸電容，所述筆頭為由多個(gè)碳納米管線平行成束組成的束狀結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G06F3/033GK102023729SQ20101060731
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者姜開(kāi)利, 范守善 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司