PEDOT（聚3,4-乙烯二氧噻吩）替代基于ITO（氧化銦錫）的設(shè)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(xiàn)代流線型的外觀，在消費(fèi)電子、家用電器、汽車及工業(yè)應(yīng)用中，成為了過時的機(jī)械開關(guān)和旋鈕控制的首選替代方案。隨著電容式傳感的市場和應(yīng)用不斷增加，經(jīng)濟(jì)的高性能電容式開關(guān)解決方案取得了激動人心的進(jìn)展。

電容式傳感技術(shù)使用電場來檢測進(jìn)入到開關(guān)場的導(dǎo)電物體。一旦手指觸摸，開關(guān)即可識別出電容上的變化，說明出現(xiàn)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(fā)生直接接觸。在項(xiàng)目的開始階段，最好就解決掉確定最佳基板和技術(shù)組合的問題。每種方案都具有獨(dú)特的優(yōu)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(yīng)用已經(jīng)大規(guī)模普及開來，構(gòu)建在ITO基礎(chǔ)上的各種技術(shù)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(jīng)推動了對代用材料的探索——這類材料可在降低總應(yīng)用成本的前提下，提供可接受的光學(xué)凈度、電阻率，并且便于加工。在這些代用材料中，導(dǎo)電聚合物越來越受到歡迎，可以作為基于ITO的設(shè)計的替代材料。PEDOT作為電容式開關(guān)設(shè)計中一種最具潛力的材料正在浮現(xiàn)出來。它是一種具有導(dǎo)電性質(zhì)的透明有機(jī)聚合物，已經(jīng)證明可以通過經(jīng)濟(jì)而又可接受的方式作為ITO透明膜的替代技術(shù)，適合各種與日俱增的應(yīng)用使用。

圖1：使用PEDOT的開關(guān)薄膜。

加成法與減成法對比

生產(chǎn)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(yīng)技術(shù)的材料和制造工藝存在內(nèi)在差異。PEDOT是一種加成工藝，而其他技術(shù)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(chǎn)生浪費(fèi)，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(guān)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(huán)保而又高效的制造工藝，用于觸摸感應(yīng)按鍵和開關(guān)組件的開發(fā)工作。

PEDOT的性質(zhì)

PEDOT具有兩種獨(dú)特的性質(zhì)——透明性與導(dǎo)電性，這使其與其他聚合物區(qū)分開來。透明聚酯薄膜上印刷的PEDOT可以建立起導(dǎo)電圖案，替代非金屬平面上的電容按鍵。這樣就實(shí)現(xiàn)了電容式開關(guān)組件與全屏觸摸技術(shù)的差異化——后者例如智能手機(jī)，其整個平面表面都具有導(dǎo)電性。

對于焊接元件來說，傳統(tǒng)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(fēng)險，因此高溫焊接并不總是可行的。低溫焊接工藝現(xiàn)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(dǎo)電表面使磨損幾乎不可能發(fā)生。

PEDOT材料僅推薦用于聚酯基板的透明區(qū)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(qū)域。固化的PEDOT聚合物有輕微的藍(lán)灰色調(diào)——由于會變色，因此不適合高分辨率的應(yīng)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(yīng)用來說，聚合物都可作為一種理想選項(xiàng)。

圖2：使用PEDOT的開關(guān)面板。

背光觸摸屏

對于電容式開關(guān)的美觀效果和功能性來說，背光發(fā)揮著重要的作用。低成本高效率的LED發(fā)熱極少，適合大多數(shù)的電容式開關(guān)設(shè)計使用。背光顯示屏觀看時的銳度更高，可以提高產(chǎn)品的視覺吸引力。透明的PEDOT電路處于空白狀態(tài)，為設(shè)計團(tuán)隊(duì)提供了最高的自由度，通過各種方式來定制光導(dǎo)功能，而在相同的空間內(nèi)使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械開關(guān)是不可能做到這一點(diǎn)的。

無論是在乘用車的觸摸屏還是在工業(yè)機(jī)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(shè)置與控制。通過戰(zhàn)略性部署，照明可以產(chǎn)生最大的影響力，同時將注意力吸引到關(guān)鍵功能上，并在每個步驟中藉由多色燈或?qū)Ρ日彰鲝?qiáng)度，通過視覺識別可用選項(xiàng)來引導(dǎo)用戶。

正反饋

消費(fèi)者希望汽車、洗碗機(jī)、健身設(shè)備和恒溫器等都能更像其智能手機(jī)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(chǎn)品。反應(yīng)遲鈍或者毫無反應(yīng)的觸摸屏開關(guān)不可能成功——這樣的產(chǎn)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(qiáng)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(guān)組件的設(shè)備控制功能后，觸摸屏的靈敏度和響應(yīng)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(shù)。低溫加工工藝便于應(yīng)用，可降低總生產(chǎn)成本。從設(shè)計觀點(diǎn)來看，PEDOT是一種通用工具，具有眾多優(yōu)勢：

?單個電容式開關(guān)即可取代多個機(jī)械按鈕。

?觸摸控制模式便于配置和定制。

?平滑的觸摸屏設(shè)計具有美學(xué)吸引力。

?滿足汽車行業(yè)的嚴(yán)格要求。

?對OEM來說，以較低的價格為最終用戶增強(qiáng)了功能和交互性。

PEDOT技術(shù)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(yīng)用中，成本的節(jié)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(dǎo)致?lián)p壞，而PEDOT則具有很好的柔性，在用戶接口設(shè)計上更加具有多功能性。與傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)和PCB電容式開關(guān)相比，這一技術(shù)具有許多的優(yōu)勢。

將易用的控制功能和圖標(biāo)整合到基于PEDOT的開關(guān)當(dāng)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(shè)計，從而滿足應(yīng)用的規(guī)格要求。