ITO out!有機聚合物已進入電容式觸摸按鍵
鑒于觸摸應用已經大規模普及開來,構建在ITO基礎上的各種技術由于存在固有的不足之處(易碎、柔性差、反光高,并且制成圖案的成本高昂),已經推動了對代用材料的探索——這類材料要在降低總應用成本的前提下,提供可接受的光學凈度、電阻率,并且便于加工。
PEDOT(聚3,4-乙烯二氧噻吩)替代基于ITO(氧化銦錫)的設計,正越來越多地引起大家的注意。
多功能電容式觸摸按鍵具有現代流線型的外觀,在消費電子、家用電器、汽車及工業應用中,成為了過時的機械開關和旋鈕控制的首選替代方案。隨著電容式傳感的市場和應用不斷增加,經濟的高性能電容式開關解決方案取得了激動人心的進展。
電容式傳感技術使用電場來檢測進入到開關場的導電物體。一旦手指觸摸,開關即可識別出電容上的變化,說明出現了致動作用。觸摸屏在印刷電路板(PCB)、聚酰亞胺電路或聚酯電路上制造而成,與平面或彎曲表面發生直接接觸。在項目的開始階段,最好就解決掉確定最佳基板和技術組合的問題。每種方案都具有獨特的優勢和工作限制,并且采用的材料和工藝也各不相同。
鑒于基于觸摸的應用已經大規模普及開來,構建在ITO基礎上的各種技術由于存在固有的不足之處(易碎、柔性差、反光高,并且制成圖案的成本高昂),已經推動了對代用材料的探索——這類材料可在降低總應用成本的前提下,提供可接受的光學凈度、電阻率,并且便于加工。在這些代用材料中,導電聚合物越來越受到歡迎,可以作為基于ITO的設計的替代材料。PEDOT作為電容式開關設計中一種最具潛力的材料正在浮現出來。它是一種具有導電性質的透明有機聚合物,已經證明可以通過經濟而又可接受的方式作為ITO透明膜的替代技術,適合各種與日俱增的應用使用。
圖一 使用PEDOT的開關薄膜
加成法與減成法對比
生產基于銅和ITO的觸摸顯示屏的成本要高于基于PEDOT的觸摸按鍵,其原因是相應技術的材料和制造工藝存在內在差異。PEDOT是一種加成工藝,而其他技術則屬于減成工藝,需要蝕刻掉不需要的材料。任何減成工藝一開始都需要使用更多的材料,需要蝕刻劑,會產生浪費,并增加了對未用材料回收的額外步驟。
相反,PEDOT首先使用廉價的聚酯薄膜,只在電容式開關控制所需位置添加印刷油墨電路。這樣一來,就獲得了成本更易承受、環保而又高效的制造工藝,用于觸摸感應按鍵和開關組件的開發工作。
PEDOT的性質
PEDOT具有兩種獨特的性質——透明性與導電性,這使其與其他聚合物區分開來。透明聚酯薄膜上印刷的PEDOT可以建立起導電圖案,替代非金屬平面上的電容按鍵。這樣就實現了電容式開關組件與全屏觸摸技術的差異化——后者例如智能手機,其整個平面表面都具有導電性。
對于焊接元件來說,傳統上都必須使用PCB或銅電路。在使用聚酯基板時,由于存在融化的風險,因此高溫焊接并不總是可行的。低溫焊接工藝現在使在基于PEDOT的聚酯基板上直接整合芯片和其他小間距微型電子元件成為了可能。固定的導電表面使磨損幾乎不可能發生。
PEDOT材料僅推薦用于聚酯基板的透明區域。另一種加成工藝,即銀墨,可以用在需要更高電氣性能的區域。固化的PEDOT聚合物有輕微的藍灰色調——由于會變色,因此不適合高分辨率的應用使用。然而,對于采用固定背光按鍵的幾乎任何低分辨率的應用來說,聚合物都可作為一種理想選項。
圖二:使用PEDOT的開關面板
背光觸摸屏
對于電容式開關的美觀效果和功能性來說,背光發揮著重要的作用。低成本高效率的LED發熱極少,適合大多數的電容式開關設計使用。背光顯示屏觀看時的銳度更高,可以提高產品的視覺吸引力。透明的PEDOT電路處于空白狀態,為設計團隊提供了最高的自由度,通過各種方式來定制光導功能,而在相同的空間內使用標準的機械開關是不可能做到這一點的。
無論是在乘用車的觸摸屏還是在工業機器的控制面板上操作按鍵時,最終用戶都希望獲得直觀的觸摸按鍵提示、設置與控制。通過戰略性部署,照明可以產生最大的影響力,同時將注意力吸引到關鍵功能上,并在每個步驟中藉由多色燈或對比照明強度,通過視覺識別可用選項來引導用戶。
正反饋
消費者希望汽車、洗碗機、健身設備和恒溫器等都能更像其智能手機一樣工作。在尋求增值功能方面,他們會力圖購買“物有所值”的產品。反應遲鈍或者毫無反應的觸摸屏開關不可能成功——這樣的產品會為制造商及其客戶帶來挫折感。
PEDOT通過使用較厚的材料改善傳感能力,能夠增強電路及表面電容傳感信號的完整性與魯棒性。OEM客戶的反饋表明,一些最終用戶報告說在使用具有PEDOT電容式開關組件的設備控制功能后,觸摸屏的靈敏度和響應性都有了很大改善。
PEDOT具有極高的柔性以及良好的粘附性,可以延長壽命及使用周期數。低溫加工工藝便于應用,可降低總生產成本。從設計觀點來看,PEDOT是一種通用工具,具有眾多優勢:
• 單個電容式開關即可取代多個機械按鈕。 • 觸摸控制模式便于配置和定制。 • 平滑的觸摸屏設計具有美學吸引力。 • 滿足汽車行業的嚴格要求。 • 對OEM來說,以較低的價格為最終用戶增強了功能和交互性。
PEDOT技術提供的透明度約為ITO的90%至95%,整體性能稍低。然而,在眾多的觸摸按鍵應用中,成本的節省和其他有用的屬性可以使其脫穎而出。ITO的成本較高、更加易碎,不允許太多彎曲,否則就會導致損壞,而PEDOT則具有很好的柔性,在用戶接口設計上更加具有多功能性。與傳統的機械開關和PCB電容式開關相比,這一技術具有許多的優勢。
將易用的控制功能和圖標整合到基于PEDOT的開關當中,其可能性幾乎不受限制。并且,所有的PEDOT電路都可采取定制設計,從而滿足應用的規格要求。
- 上一頁:沒有了
- 下一頁:沒有了