LED照明產(chǎn)品或將步入納米時(shí)代 擴大產(chǎn)品應用空間

在談LED照明前，先就納米材料做一解釋。納米是長(cháng)度單位，即10-9m。人體細胞大小介于5微米至20微米。1微米等于1000納米，大約等于頭發(fā)直徑的百分之一。這些納米顆?？赏瑫r(shí)裝載各種東西,例如量子點(diǎn)和藥物。量子點(diǎn)是非常細微的半導體材料。當半導體材料被縮小至非常非常細小、直徑只有幾個(gè)納米大小的顆粒時(shí)，這些顆粒的特性出現很大的變化,變得很像原子?？茖W(xué)家把它們稱(chēng)為量子點(diǎn)或人工原子。納米材料又稱(chēng)為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在 1～100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀(guān)物體交界的過(guò)渡區域，從通常的關(guān)于微觀(guān)和宏觀(guān)的觀(guān)點(diǎn)看，這樣的系統既非典型的微觀(guān)系統亦非典型的宏觀(guān)系統，是一種典型人介觀(guān)系統，它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀(guān)量子隧道效應。當人們將宏觀(guān)物體細分成超微顆粒(納米級)后，它將顯示出許多奇異的特性，即它的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及化學(xué)方面的性質(zhì)和大塊固體時(shí)相比將會(huì )有顯著(zhù)的不同。

中性水基納米二氧化鈦(TiO2)納米溶膠，無(wú)毒無(wú)害，粒子尺度在0.1-100nm，為介電陶瓷材料具有相當高的電阻系數，薄膜的電阻介于 106~1011Ω，因此在一般狀況下，介電陶瓷也常被視為絕緣體。所以只要將中性水基納米二氧化鈦(TiO2)溶膠涂布于基材表面且有一定厚度時(shí)(膜層厚度為1nm-1μm)，其絕緣性將會(huì )表現出來(lái)，又因可以形成一高介電層，可以改善閘間電場(chǎng)分布特性，又由于納米二氧化鈦的緊密堆積可使在空氣中加速的電子減少，因而減少對絕緣層的破壞。具有防靜電、耐污易潔、防止粉塵沾附、抑制和減少基材表面靜電荷產(chǎn)生、預防電器品電子電路塵爆及絕緣等特點(diǎn)。目前大多數LED燈板制造商會(huì )使用凡立水作為絕緣漆，凡立水的熱傳導效率遠不及納米二氧化鈦，商用型凡立水目前可以在200oC級以上的并不多，對LED燈板的散熱卻造成負面影響。而且近年來(lái)對材料的特性也要求日益嚴苛，如抗濕性、抗化性、抗溶劑性、抗熱性以及環(huán)保要求等，因此凡立水已漸漸不敷使用，且一般的凡立水成分多為樹(shù)酯，黏度較大，如果要降低黏度需使用專(zhuān)用溶劑或有機溶劑，對于操作人員及環(huán)境有潛在性的影響。

制備絕緣印刷電路板，操作方法采用提拉法，具體操作過(guò)程如下：

(1) 將印刷電路板表面用超聲波清洗，可再以電子紅外線(xiàn)烘干基材。并可配備獨特的拋動(dòng)、旋轉等清洗工藝使工件表面各面更加潔凈干凈后，再浸泡在中性水基納米二氧化鈦(TiO2)溶膠中。

(2) 使用超聲波將該溶膠充分布滿(mǎn)在基板與電子零器件間隙中，5分鐘后以提拉法將印刷電路板垂直提起至脫離液面。這樣就可以在PC板外表面附著(zhù)一層溶膠膜。

(3) 將涂布完成的電路板置入100℃的烘箱內，30分鐘后干燥成膜。

(4) 將印刷電路板放置于水中，并接通印刷電路板的電源使通電，觀(guān)察印刷電路板仍能正常運作。以相同方法測試未經(jīng)絕緣處理的印刷電路板，發(fā)現印刷電路板在水中發(fā)生短路無(wú)法運作。(見(jiàn)Fig.1及Fig.2)納米微粒由于小尺寸效應使它具有常規大塊材料不具備的光學(xué)特性，如光學(xué)非線(xiàn)性、光吸收、光反射、光傳輸過(guò)程中的能量損耗等都與納米微粒的尺寸有很強的依賴(lài)關(guān)系。由微觀(guān)觀(guān)點(diǎn)，物體表面通常是不平坦的，因此光線(xiàn)入射至不平整的表面時(shí)，有一部份的光會(huì )產(chǎn)生散射現象，此為透明物體透光性不佳的主因。

Fig.3 TiO2納米材料處理前后變化(材質(zhì)為光盤(pán)片)，左邊是透明基板涂布二氧化鈦前，而右邊則是透明基板涂布二氧化鈦后。

Fig.4 TiO2納米材料處理前后變化(材質(zhì)為光盤(pán)片)，上圖表示處理前反射率平均值8.85，下圖表示處理后反射率平均值5.24。

利用納米材料，可改善表面粗糙度，使得散射率下降造成原來(lái)被散射出介質(zhì)的光線(xiàn)變成穿透介質(zhì)，因而提高透光度，處理前后比較如圖Fig.3(一般約提高3 %~7%)。搭配TiO2在基材表面涂布處理流程，可降低介質(zhì)材料的相對折射率，使得整體反射率下降(見(jiàn)Fig.4);特別要強調的是，反射率雖下降 3.5%，但反射率相對質(zhì)則下降40%以上。目前市場(chǎng)上現有的透鏡其材質(zhì)良莠不齊，透光率不佳且鏡面不平整容易造成光散射，影響到LED光輸出及光分布等效果。根據上述資料顯示，在LED專(zhuān)用透鏡表面涂布TiO2，即可改善有機玻璃透鏡的發(fā)光效率及光分布。納米TiO2可經(jīng)處理后鍍覆于基材表面上，形成薄膜，利用TiO2的超親水性，可進(jìn)行表面自我潔凈過(guò)程。光觸媒吸收光線(xiàn)能量后，除了在表面產(chǎn)生氧化性活性物質(zhì)，以及氧化分解