导电聚合物助力大尺寸触摸屏发展

老师在黑板上书写,学生在练习本上做笔记——在21世纪的当下,这依然是许多德国学校的日常教学方式。偶尔使用的交互式电子白板不但技术复杂,而且价格昂贵。未来,更加简单的解决方案可能会是交互式触控显示屏和白板,即一块黑板大小的全功能平板电脑。在导电聚合物的帮助下,此类新型触控屏有望实现技术突破。贺利氏电子化学材料与美国SigmaSense公司共同开发了相关技术,并发布了一款尺寸超大的原型样品。

聚合物技术与报纸印刷类似

贺利氏聚合物触摸屏
这款触摸屏对角线长1.65米,采用了Clevios PEDOT:PSS,不仅具有触控功能,还能对手势做出响应。

每部智能手机和平板中都使用了触控传感器,但在电视机中却找不到它们的身影,在数字白板中的使用也非常有限——原因非常简单:成本太高。“过去的触控传感器采用了非常复杂、昂贵的制造工艺和材料。”贺利氏电子化学材料显示屏技术服务负责人Armin Sautter解释道。而且设备越大,成本越高。作为理想的备选材料,贺利氏提供的导电聚合物可以用简单经济的湿法涂布工艺替代复杂低效的真空工艺。其工作原理与报纸印刷类似,只不过贺利氏导电聚合物不是油墨,而是以薄膜的形式涂覆在基材表面。但是,过去这种聚合物的导电性无法满足大尺寸触控传感器的要求。如今,得益于SigmaSense公司的创新控制电子技术,贺利氏导电聚合物取得了突破性进展,甚至可用于尺寸最大的显示屏。

此类导电聚合物是一种特殊的塑料,既具有导电性,同时在薄膜层中呈透明状,并且光学性能和可弯折柔性都十分出色。为此,贺利氏已经开发出了完整的Clevios产品系列。该系列聚合物并非典型的固态塑料,而是由稳定分布于水中的微小凝胶颗粒构成的聚合物分散液,这样可以灵活地涂覆在玻璃或箔等基材表面,形成高度透明的膜涂,膜层厚度约为发丝的1/200。因此,Clevios聚合物特别适合用作显示屏传感器。不过,这需要一定的处理。“将液体涂在薄膜上并非易事,必须借助添加剂来确保液体在薄膜表面均匀润湿,具有良好的附着力,并且长期稳定。”Sautter解释说。贺利氏联手Sigma Sense及其他合作伙伴,推出了世界上首个65英寸PEDOT聚合物触控传感器,从而令人惊叹地克服了上述难题——而该传感器正是基于Clevios PEDOT:PSS技术。

大尺寸触控屏原型样品

Armin Sautter博士
Armin Sautter,显示屏技术服务负责人

有了PEDOT聚合物触控传感器,电视机显示屏几乎可以媲美平板电脑,甚至功能更强大。由于采用了SigmaSense电子元件,传感器的灵敏度非常高,人们不仅可以在水下或戴着厚厚的手套操作,还可以通过手势(“悬停”)代替触摸进行控制——在新冠疫情的当下,这可谓是一项特别令人兴奋的功能。

第一批正式产品最早将于今年上市。除了教育领域,这项新技术还将引发贸易展、博物馆、信息亭、产品营销领域和电视机市场的浓厚兴趣。Sautter表示,这只是第一步:“在我的设想中,办公桌也可以变成一块大显示屏。这样,在多位人员参与的会议或视频会议上,互动性会变得比现在更强,写写画画也会更加方便。”