诸如ITO（氧化铟锡）等透明掺杂金属氧化物一直是液晶显示屏、触控面板、OLED（有 机发光二极管）以及太阳能电池等应用领域的主要选择。然而，金属氧化物薄膜的柔性极差，通常会在弯曲或扭转过程中产生裂痕1。因此，多种柔性电极材料已被 考虑用作ITO的替代性方案，例如PEDOT： PSS聚合物2、碳纳米管3、石墨烯4以及纳米银线5。与其他替代性材料相比，目前广受关注6-8的液态导电聚合物PEDOT具有多种核心竞争优势，其中 包括雾度更低、价格更实惠，而且能够与凹版印刷、夹缝式挤压型涂布与狭缝涂布等溶液沉积技术相兼容等。本文将详细分析高导电PEDOT在柔性触控面板应用 领域作为透明电极的用途，包括光学性能、可靠性以及柔性测试等。此外，PEDOT触控面板与AMOLED显示模组技术整合的相关结果同样会得到验证。
2. 方法
2.1 生产工艺
本文所提到的高导电PEDOT产品配方（由台湾EOC公司生产）为用作透明导体。图例1 （a） 和 （b）展示了PEDOT触控面板结构的顶视图与横切图。FlexUPTM基板的生产是通过将聚酰亚胺清漆涂覆于单层离型层之上。随后，采用真空沉积工艺将 过渡层沉积于上述基材之上。银则通过制图工艺发挥桥梁纽带作用。之后，隔离层通过沉积和压制工艺生成介电层。导电聚合物经由旋涂工艺引入之后即采取可视化 制图工艺9进行压制处理，完成触控传感器制造流程的后一步。至此，触控传感器即可借助机械解键合技术进行脱离操作。
（a）
（b）
（a）柔性PEDOT触控面板的顶视图；（b）柔性PEDOT触控面板的侧切图
2.2 柔性测试
PEDOT电极应用在FlexUpTM PI薄膜上的柔性需要通过弯曲试验进行评估。本文所涉及的弯曲半径、周期时间与弯曲曲率分别为5毫米、10000次和2秒/次。
2.3 与AMOLED显示模组整合
如图2所示，借助光学胶（OCA）薄膜，6寸PEDOT触控面板通过夹胶技术叠覆于6寸AMOLED显示模组之上。夹胶流程结束之后，此一体化模组即通过解键合工艺从载体玻璃中脱离。
图2. PEDOT触控面板与AMOLED显示模组进行技术整合的详细图解
3. 结果与讨论
采用旋涂工艺生产的PEDOT薄膜产品所具有的薄膜电阻与厚度变化可通过调 整旋涂工艺的制程实现。图3展示了PEDOT薄膜的光学性能特征。PEDOT薄膜拥有理想的雾度值（《1%），而且性能十分稳定。红、绿与蓝光透射率将随 着薄膜电阻率的降低而升高。当薄膜电阻率超过70Ω/□时，透射率将会高于80%。对于触控面板应用场合而言，建议在蓝色虚线区域（如图3所示）即对 PEDOT薄膜产品的薄膜电阻率与透射率进行相应控制。
图3：PEDOT薄膜电阻与光学性能的关系示意图
为了确认PEDOT电极的小线宽，本次测试中采用了一个专门设计、带有不同线宽的测试键。线宽分别为75um、150um、200um、 250um、300um和350um。使用PEDOT蚀刻剂进行钝化处理之后，当线宽大于200μm时，PEDOT电极的线路电阻率随着蚀刻时间的增加而 略有提高，而在线宽为小于200μm的极细宽度时（如图4所示）则出现大幅度上升的情形。为了确保电极的线路电阻率低于15KΩ，对于触控面板集成电路所 需的规格，建议采用线宽大于200μm的电路。
图4：PEDOT薄膜电阻与线宽的关系示意图
为了检测PEDOT电极的柔性，需要将一个PEDOT电极测试键安装于折弯机上。这台机器的弯曲半径可通过调整弯曲角度实现5毫米到50毫米的范围，而 弯曲周期则可通过嵌入式自动记录器进行计算。图5为弯曲测试中的屏幕截屏。例如，当弯曲角度为0度时，弯曲半径为5毫米。在本次柔性测试中，在进行 10000周弯曲半径为5毫米的内向/外向弯曲测试之后，将会对PEDOT电极的线路电阻进行检查。
图5：弯曲测试设备
图6展示了PEDOT电极进行内向/外向弯曲测试的结果。弯曲半径为5毫米，弯曲次数为10000周，PEDOT测试电极的结构则是基于真实的触控面板 结构进行了模拟- PET利用光学胶叠覆于PEDOT电极/PI膜之上。在进行10000周的内向/外向弯曲测试之后，每个PEDOT电极的电阻变化率均低于1%。
图6：10000周弯曲测试之后，PEDOT 3测试键模式上的电极电阻变化详解图
带有此类设计模式、由FocalTech（敦泰科技）公司生产的FT6306触控面板IC应用于检测PEDOT触控传感器的功能。图7（a）为通过装饰 PET膜进行夹胶处理的PEDOT触控面板。这层装饰膜用于改进PEDOT触控面板的机械性能—这款触控面板是在厚度为15μm的PI膜上生产的。图 7（b）显示了6寸PEDOT弧形触控面板的驱动测试结果。安装有FPC（柔性印刷线路板）的6寸PEDOT触控面板被黏合于一个弧形载体之上。借助手绘、图片交换、放大/缩小以及旋转等功能设置，6寸PEDOT弧形触控面板的性能得到了成功展示。
（a）
（b）
图7：（a） 6寸PEDOT触控传感器的照片；（b） 6寸PEDOT触控面板功能测试
图8显示了6寸柔性AMOLED显示模组与PEDOT触控面板进行技术整合后的驱动测试结果。以上设备通过黏结工艺固定于一个弧形穿戴式载体之上。借助视频交换系统、图片交换系统以及放大/缩小的功能设置，这款整合了AMOLED显示模组的6寸PEDOT触控面板得到了成功展示。
图8：6寸柔性AMOLED显示模组与PEDOT触控面板进行技术整合后的功能测试
4. 结论
6寸柔性PEDOT触控面板的生产采用了PEDOT制图工艺与“多用途柔性电子基板技术”（ FlexUpTM）相结合。与AMOLED显示模组进行技术整合之后，通过手绘、5点触控以及放大/缩小等功能，这项产品的性能得到了成功展示。在进行了 10000周半径为5毫米的内向/外向弯曲测试之后，每个PEDOT电极的电阻变化率均低于1%。根据以上测试结果，透明、高导电聚合物PEDOT有望应 用于柔性触控面板领域。
