• 沒有找到結果。

中 華 大 學

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "中 華 大 學"

Copied!
53
0
0

加載中.... (立即查看全文)

全文

(1)

中 華 大 學 碩 士 論 文

奈米 UV 噴墨在螢光薄膜噴塗作業影響 之研究

Nano UV inkjet spraying operations in the fluorescent films Study of the Influence

系 所 別:機械工程學系碩士班 學號姓名:M09708030 潘俊良 指導教授:蔡博章 博士

中 華 民 國 九十九 年 八 月

(2)

摘要

長餘輝奈米發光材料在經過照射以後,能夠擁有長時間的持續發光功能,並且 近年來經過科學家的研究改良,進而擁有無毒、無放射性、低污染、亮度高、發光 時間長與可重複利用等優點。因此能被開發成許多自發光產品,使其傳統產品有了 新的功能,增加其附加價值,而使本身的商業價值提高。

本研究是希望能夠將長餘輝發光材料應用於薄膜上,利用 UV 透明膠與長餘輝 發光材料混合,經由熱氣泡噴頭噴塗於薄膜上,再使 UV 燈去照射薄膜,令長餘輝 發光材料混合物附著於薄膜上,以增加薄膜的多樣性,提升薄膜的附加價值。

本研究會利用長餘輝發光材料混合物附著於薄膜上之成品,利用 LED 燈去照 射,量測入射角 0o、30o、45o、60o、90o所呈現的輝度值;與不同黏度的 UV 透明 膠所形成的混合物之比較。

關鍵字:長餘輝發光材料、UV 透明膠、薄膜

(3)

Abstract

After luminescent nano materials illuminated with irradiating, it has a longer duration of shine. In additional to the recent improvements, it allowed the nano materials to process with the advantages of non-toxic, no radiation, low pollution, higher brightness, and reusable. Therefore, the nano materials are developed into diverse Self-luminous products which increase the versatilities of traditional products as well as their commercial values.

The objective of this research was to apply luminescent nano materials to film. The mixture of UV transparent plastic and luminescent nano materials was painted to film by utilizing hot bubble nozzle. The luminescent nano materials were then able to adhere to film, enhancing not only film’s versatilities but its economic value added.

The product of the luminescent nano materials on the film were illuminated with LED and luminance value were measured with incident angles of 0o、30o、45o、60o、90o. The results were compared with the mixtures with different viscosity of UV transparent plastic.

Keyword: Luminescent nano materials 、UV transparent plastic、Film

(4)

誌謝

兩年的碩士生涯中,承蒙恩師 蔡博章博士的悉心指導與教誨,培養學生在學業 上能有更深入的見解及廣闊的視野,更重要的收穫是在生活上如何待人處事的智慧,

讓學生獲益良多,使得本論文研究能夠更加的完備,同時在日常生活上蔡教授也時常 的指導我做人處事、生涯規劃以及對於我們各種的關心與輔導,在此向恩師致上最誠 摯的敬意與謝意。

在論文口試審查時,還要特別感謝黃仁智博士與粘金重博士對於論文的指正與意 見,使得本論文的架構與內容更為充實。

另外,感謝在這兩年來研究和生活上的良師益友:感謝位盛、柏志、咸佑、家豪、

祐丞、廷揆、宏澧、文建、凰齊等同學在研究和生活上的鼓勵與協助,在研究的過 程中一點一滴的歡笑及淚水都已經深深的烙印在我們的心理了,此外還要感謝學長 李建和、周中棋、林祐任、伍邦維、陳鵬宇在論文上的經驗指點,及學弟宇志在生 活上的互相幫助與鼓勵,並帶給實驗室更多的歡樂與活力,真的謝謝你們大家,在 此致上誠摯之感謝。

最後,感謝默默在背後付出的家人,這兩年因為有你們的支持與鼓勵,才得以順 利完成碩士學業,僅以此論文獻給親愛的父母、家人、以及所有的師長與朋友們。

(5)

目錄

頁次

摘要...i

Abstract ... ii

致謝...iii

目錄...iv

表目錄... vi

圖目錄... vii

第一章 緒論...1

1.1 前言...1

1.2 研究動機...2

1.3 研究目的...4

1.4 文獻回顧...5

1.5 預期結果...10

第二章長餘輝發光材料介紹...11

2.1 長餘輝發光材料...11

2.2 長餘輝發光材料之發光原理... 11

2.3 發光材料與光致發光物質之發光原理... 13

2.4 長餘輝發光材料之研究發展...14

2.5 奈米長餘輝發光材料... 14

第三章 光學理論...16

3.1 幾何光學之基本原理...16

3.2 反射定律...17

3.3 折射定律... 20

3.4 全反射定律...22

(6)

3.5 費馬原理(Pierre de Fermat)...23

3.6 光度學...24

3.6.1 發光強度…...24

3.6.2 光通量...25

3.6.3 輝度...25

3.6.4 照度...26

3.6.5 輻射讀學與光度學...26

第四章 實驗方式...28

4.1 實驗原理...28

4.2 實驗儀器...28

4.3 實驗過程...33

第五章 實驗結果與討論...34

第六章 結論...41

參考文獻...43

(7)

表目錄

頁次

表 3.1 SI radiometry units...27

表 3.2 SI photometry units...27

表 5.1 LED 入射角 0 度與反射光的強度關係...34

表 5.2 LED 入射角 30 度與反射光的強度關係...35

表 5.3 LED 入射角 45 度與反射光的強度關係... 35

表 5.4 LED 入射角 60 度與反射光的強度關係...36

表 5.4 LED 入射角 90 度與反射光的強度關係…... 36

(8)

圖目錄

頁次

圖 1.1 可變化螢光物質顏色之光板組合(a)...6

圖 1.2 可變化螢光物質顏色之光板組合(b)...7

圖 1.3 光件組合(a)...8

圖 1.4 光件組合(b)...8

圖 1.5 光板裝置之結構改良(a)...9

圖 1.6 光板裝置之結構改良(b)...10

圖 2.1 長餘輝發光材料之發光原理...11

圖 2.2 長餘輝發光材料位能與配位座標關係圖...12

圖 2.3 不同形式能量所產生不同顏色的光...13

圖 3.1 鏡面反射...18

圖 3.2 擴散反射...18

圖 3.3 漫射反射... 19

圖 3.4 反射...19

圖 3.5 折射 and Snell’s law...21

圖 3.6 光的折射...21

圖 3.7 全反射現象...23

圖 4.1 實驗示意圖...29

圖 4.2 光線模擬圖...29

圖 4.3 多功能光輻射強度計 HD-2102.1.2...30

圖 4.4 8 pin RS232 光感測器...30

圖 4.5 水玻璃...31

圖 4.6 壓克力...31

圖 4.7 幾何外型...32

(9)

圖 4.8 發光二極體...32

圖 5.1 三種 UV 膠與螢光粉混合...37

圖 5.2 黏著度高之 UV 膠與螢光粉混合...38

圖 5.3 三種混合物利用白光 LED 照射...38

圖 5.4 三種混合物利用藍光 LED 照射...39

圖 5.5 黏著度高之 UV 透明膠利用白光 LED 照射...40

圖 5.6 黏著度高之 UV 透明膠利用藍光 LED 照射...40

(10)

第一章 緒論 1.1 前言

從古代到現在,從中國到歐美,從石器時代到現在奈米科技,光與熱ㄧ直是影響 著人類進步的因素;而光也伴隨著我們的生活,早期的人類日出而作,日落而息,在 夜晚幾乎是沒有多餘的生產力,直到人類有能力讓光線出現在夜晚,這才將人類的生 活時間拉長;到了現在只有燈光已經是不足夠的,目前世界各處都在講求節能減碳,

要在使用能源光線的同時,還能兼具環保的概念,才是未來的趨勢。

目前所研究出來的長餘輝發光材料具有無毒、無放射性且亮度高、發光時間長等 優點;何謂長餘輝發光材料,其亦被稱為非放射性蓄能發光材料,特性為只需要吸收 10~20 分鐘之光照射,即可產生發光效應,在暗處連續發光,其發光強度與持續時間 為傳統發光材料之 50 倍。中國古代就出現過發光現象的材料,此發光現象在當時稱 為「夜光璧」,也就是我們所熟知的螢石(氟化鈣 CaF2)經過摩擦或加熱所產生的發 光現象;再十七世紀後,科學家便發現此具有螢光現象的材料中,除了含有基質外,

還存在恒量的雜質 Cu、Bi、Mn 等,而發光現象取決於其所含有的雜質。但其實一開 始的發光材料並不是這麼安全的,像第一代的自發光材料就是居禮夫人所發現的鐳元 素,它具有相當的輻射性;再來就是傳統的硫化物螢光材料,亦具有放射性與毒性,

且發光時間短、亮度低、應用領域受限【1】【2】;到二十世紀六零年代,科學家才發 現長餘輝發光材料。在九零年代前,性能最好的長餘輝發光材料是屬於金屬硫化物體 系;而九零年代後,新型鋁酸鹽長餘輝發光材料效果最好,其中以藍綠、黃綠兩種長 餘輝發光材料性能為最好。

長餘輝發光材料被廣泛運用於:電子電器、商業場所、民用設施、軍事設施、救 難裝備、工藝美術、通訊、電力、石油、化工、紡織、建築、建材、礦山、機械、公 安、消防、交通、公路、鐵路、地鐵、船舶、港口、航空、郵電、醫院、旅遊、廣告 等社會各個領域。它也被開發成各種自發光產品,使其傳統產品有了新的功能,增加

(11)

了附加價值。利用該發光材料可以延伸許多加工產品,如發光油漆、發光陶瓷、發光 塗料、發光纖維【3】與發光玻璃【4】。在產品上,因為使用了長餘輝發光材料,所 以能靠著它本身會發光的優點,而在能源的消耗上較為減少,以達到節能減碳的目的。

1.2 研究動機

在二十一世紀高科技時代,能源短缺及環境污染衝擊著地球發展,而人類對資源

的消耗更是加劇,我們要如何將現有的產品元件給細微化,是目前科技研究的方向。

當某一材料被奈米化,它將會有增大表面積、超晶格特性、高活性,而使其發揮了表 面介面效應、量子尺寸效應【5】,可提升使用效率及減少資源浪費,讓現有的資源給 細分下去,使更多的人類有機會去使用它,因為目前全球的高科技資源只聚集給少數 的人類使用。

奈米科技之所以可以創造大型結構材料或系統能力,是因為它能夠在分子層級就 製造加工,利用新的分子組織技術將原子與原子重新排列【6】。在印刷方面使用奈米 材料是因為它對於印刷本身可以提升品質,而且在成本方面也會下降。印刷技術使用 奈米科技除了上述兩點優勢以外,還可以使色彩呈現飽和,階調的表現也就更為豐 富。奈米材料因其具有奈米微粒尺寸,使表面積增大、表面能與表面張力也因粒徑的 減小而增大,達到對印墨吸收良好,耐磨性高及具有防水功效。

奈米印墨對印刷品可獲得的優點:

(1)提高印刷品的色彩飽和度

提高印墨的純度與密度,對印刷的品質有很大的影響。要印出高品質的印刷品,

必須要有細度、純度高的印墨作保證。印墨的細度與顏料、填充料的性質和顆粒的大 小有直接的關係,而印墨的細度就是指印墨中的顏料(包括填充料)顆粒的大小與顏 料、填充料分佈於連結料中的均勻度,它既反映到印刷品的質量,又同時會影響到印

(12)

版的耐印度。印墨細度愈好,著色力愈強,印刷品的網點也愈清晰和飽和。奈米印墨 在細度上無疑是具有特別優勢的,因為奈米材料就是目前晶粒最細的材料了,使得顏 料顆粒與連結料接觸面就越大,印刷的適性也就越好、越穩定,其網點結構也就越清 晰,印墨色彩也就越飽和,較傳統的印刷四原色印墨在印刷套印中所得到的色域要高。

(2)提高色彩的階調與層次

研究指出,奈米半導體粒子表面經過化學修飾後,粒子周圍的介質可強烈影響其 光學性質,表現為吸收光譜發生紅移或藍移。實驗證明,Cds 奈米微粒的光吸收邊有 明顯的藍移,Ti0 奈米微粒吸收邊出現較大幅度的紅移。如果把它們分別加到黃色和2 青色印墨中製成奈米印墨,便可提高其純度。添加了特定奈米微粒的奈米印墨用於彩 色印刷,色彩層次會更豐富,階調會更鮮明,圖像細節的表現能力亦會大增。此外,

半導體奈米粒子由於存在顯著的量子尺寸效應和表面效應,因而對光的吸收表現出一 定的特性。據此,就類似於等離子技術用於電視顯示幕,能在很大程度上提高圖像的 表現力。有些物質在奈米級時,粒度不同顏色也不同,這可以使我們的彩色印墨製造 不再依賴於化學顏料,而是選擇適當體積的不同奈米顏料微粒來呈現不同的顏色。

(3)具耐水、耐磨、穿透性佳等優點

奈米印墨具有耐水、耐磨、穿透性佳等優點,由於奈米印墨屬高度微細且具有很 好的流動與潤滑性,可達到更好的分散懸浮和穩定,因此在印刷上不僅可以減少顏料 的用量,並且遮蓋率高,光澤好,樹脂粒度細膩、成膜連續、均勻光滑、膜層薄,印 刷圖像更清晰。奈米微粒具有很好的表面溼潤性,它們吸附於印墨中的顏料顆粒表 面,能大大改善印墨的親油和可潤濕性,並能保證整個印墨分散性的穩定,所以加有 奈米微粒的奈米印墨印刷適性能達到較大的改善。還有一些特定的奈米級材料,如果 加入印墨中,可以達到一些特定的效果。如奈米 Al2O3 這類無機奈米材料具有很好 的流動性,若加入印墨中可大大提高耐磨性。此外,我們還可以將印墨中各種成分(如 樹脂、顏料、填料等)製成奈米級原材料,因為它們高度微細,而且具有很好的流動 與潤滑性,可以達到更好的分散懸浮和穩定效果。

(13)

(4)具導電性

奈米級碳墨具有導電性,若加入印墨便可製成導電印墨;在玻璃陶瓷的印墨中,

若無機顏料構成是奈米級的細度,將能節省大量原料。奈米印墨的應用範圍極為廣 泛。因奈米印墨具有導電性,可以防止電子干擾或靜電,並且墨層不易脫落,故奈米 印墨可應用在印刷電路板的印刷上或製成導電印墨;在靜電印刷中,用磁性奈米色粉 代替現在廣泛使用的無磁性色粉,可省了在無磁性色粉中加入鐵磁顆粒做載體,而製 成單組分複印用顯影劑,可節省原材料,並提高複印品質。

(5)快乾成膜的特性

把奈米級原材料加入不同用途不同種類的印墨中,會收到不同的效果。若用於紫 外線(UV)印墨中,可加快其固化速度,並消除墨膜的收縮起皺現象。印墨中的奈 米化樹脂,具有快乾成膜的特性,可加速其固化速度,因此奈米技術也可以運用在 UV 印墨中;在玻璃陶瓷的印墨中,因填料的細微均勻分散而消除墨膜的收縮起皺現 象,故已無機顏料構成為奈米級的細度,將能節省大量原料並印出更精美高質量的圖 像,亦擴大了被印材的應用範圍。

(6)具自發光機團

有些奈米粉微粒自身有發光機團,使用添加有這種微粒的印墨印出的印品不需要 外來光的照射,靠自身發光就能被人眼識別,用於防偽印刷也可以達到很好的效果;

如果用於戶外大型廣告看板或可以用於夜光圖文印刷就不再需要外來光源,不但可節 省能源,且大大方便了使用者【5】。

1.3 研究目的

減少能源的消耗一直是近年來人類所追求的目標,在夜間時段所使用最多的能源 就是在照明方面,不管是行車照明、居家照明、路牌照明等,要如何降低這些能源的 使用是人類的目標。在物價高漲和產品微利的產業時代,傳統印刷產業最大的考量是

(14)

成本問題,如何降低製造成本,改善印刷材料,才能提高本身的競爭力。奈米技術帶 進印墨材料的關鍵點在於顏料,過去的顏料在色彩的飽和鮮豔度上比不上染料。傳統 的顏料粒徑約 100 到數微米不等,小於 100nm 粒徑的可稱之為奈米顏料,目前已研 發產製出 30nm 的粒徑大小。

現在馬路上到處充滿著廣告看板,而多數的廣告看板是需要光源的照射,而且無 法因我們有任何的想法就去做任意的變換。本論文的構想就是希望能夠將螢光材料利 用噴墨印表機的方式,噴塗於可塑性塑膠薄膜如:PET,PC,PMC,PMMC 上,再利用自 然光源或人工光源如:UV,LED,CCFL,鹵素燈…等照射,而入射光位置可由透明件之導 光板端面或上下表面射入,使圖騰在夜晚中能夠發亮,也因為具有螢光現象,所以所 需的光源能量相對的可以減少。

1.4 文獻回顧

噴墨法製作彩色廣告片之關鍵性技術在於如何同時讓噴印準確性與成膜特性的

彩色噴墨墨水,目前彩色噴墨墨水的組成成分,除了需要良好的小粒子顏料外,更需 要含有可交聯的黏著劑,使我們的噴墨墨水不僅能穩固的附著在基板上,更需要具有 耐光、耐化、耐熱的特性。黏著劑除了具備上述各特性外,還要能與顏料相容,才不 會導致顏料凝固並具有良好的噴墨性。

以噴墨法製作彩色廣告片之專利文獻中典型的噴印生產製程方法主要可歸納成 兩大類:有吸墨層製程方法【6】和無吸墨層製程方法【7】。第一種製程主要是開發 透明度高之吸墨材料,將其塗佈於玻璃基板上,使噴印之 RGB 三色墨水被吸墨層吸 收形成顯示器之彩色畫素。另一種製程是無吸墨層製程,因為彩色濾光片是以玻璃為 基材,與傳統噴墨列印之紙張不同,因為玻璃不會吸墨,所以以噴墨法製作彩色濾光 片必需使用可交聯墨水,才能使墨水固定於玻璃基材上,並使成膜具有彩色濾光片要 求之特性。

(15)

1.4.1 專利公告號: M265735

專利名稱: 可變化螢光物質顏色之光板組合

摘 要 : 本 創 作 係 一 種 可 變 化 螢 光 物 質 顏 色 之 光 板 組 合 , 其 至 少 包 含 一 板 體、一附著於板體面上之螢光物質,及至少一設於板體側面之光源組。該光源組至少

由二不同顏色之光源所組成,其另可包括一電源插座、一開關座及一可程式控制板;

可程式控制板與各光源連通,且因開關座之啟動而可選擇光源亮、滅之變化方式;據 此,當光源組通電使各不同顏色之光源亮、滅或變化時,位於板體面上之螢光物質將 因吸收到不同能量之光源所發出的光能,而不斷改變發出光之顏色,以達到多種變化 之效果者。如圖 1.1 及圖 1.2 所示。

圖 1.1 可變化螢光物質顏色之光板組合(a)

(16)

圖 1.2 可變化螢光物質顏色之光板組合(b)

1.4.2 專利公告號: I291419 專利名稱: 光件組合

摘要:本發明係一種光件組合,其具有導光體及其二側之光源組,導光體具有呈 光物,而二光源組各至少具有一種顏色之 LED 光源,且二側之 LED 光源的發光強度 不同,並其發光強度之差距可決定導光體之交會區光影的位置,且以微控制器改變二 側 LED 光源之發光強度的差距,造成交會區之光影可於導光體之二光源組間來回推 移之效果;據此,以改變習知光件組合之高成本、實施效果呆板的缺失,達到具層次 波浪狀光影移動之創新突破效果者。如圖 1.3 及圖 1.4 所示

(17)

圖 1.3 光件組合(a)

圖 1.4 光件組合(b)

(18)

1.4.3 專利公告號: M329221

專利名稱: 光板裝置之結構改良

摘 要 : 本 創 作 係 一 種 光 板 裝 置 之 結 構 改 良 , 該 光 板 裝 置 包 含 有 板 體及 LED 光源組,而板體設有凹溝,以提供 LED 光源組之複數 LED 光源容置於凹

溝內部,使 LED 光源組合於板體,且 LED 光源之主要發光角度平行射向板體之板面,

若光板裝置設有框體,框體亦不遮蔽該 LED 光源;據此,LED 光源之側邊餘光另可 經由板體之凹溝處向外散射而出,而構成另具亮光之功能增進,且達到 LED 光源可 具有二個發光方向之效益者。

圖 1.5 光板裝置之結構改良(a)

(19)

圖 1.6 光板裝置之結構改良(b)

1.5 預期結果

1.可塑性塑膠薄膜(可為單層或多層):PET、PC、PMC、PMMC,透明度高,耐熱,耐 刮(表面耐磨)。

2.UV 顯影圖騰結構(專利編碼 M295777)施工方法:雷射碳粉、噴墨、手繪、網版印刷、

色筆、光筆塗寫,並施工於第 1 項之表面。

3.光源:可為自然光源或人工光源,如:UV,LED,CCFL,鹵素燈…等入射光位置可 由透明件之導光板端面,上下表面射入 (專利編碼 I291419)。

4.第 1 項+第 2 項可貼於透明件,如板狀或任意形狀之透明材質(如:玻璃板,飾品,壓 克力的等帷幕牆看板)…等的應用。

第 1 項+第 2 項為獨立項。

第 1 項+第 2 項+第 3 項為另一獨立項。

第 1 項+第 2 項+第 3 項+第 4 項為另一獨立項。

(20)

第二章 長餘輝發光材料介紹

2.1 長餘輝發光材料

長餘輝發光材料,稱為非放射性蓄能發光材料、自發光材料、新型蓄能發光粉、

太陽能蓄能發光材料或長餘輝蓄能發光材料。其特性為只需吸收 10~20 分鐘照射,便 可產生發光效應,可在暗處持續發光,而其發光強度與持續時間是傳統發光材料的 50 倍。

2.2 長餘輝發光材料之發光原理

長餘輝發光材料的發光現象即為此物質之電子吸收能量,將其能量轉變為位能型 態儲存。在不被震動的情況下,電子以輻射方式在結合過程回到基態,將其吸收到的 能量給釋放出去而發光,此種現象稱之為螢光。其發光原理為電子受到激發而跳躍至 捕獲位置(donor level)的陷阱(trap)中,等到電子穩定以後,電子跳回基態時間開始 發光而受領位置(acceptor level)的高低來決定發光波長【7】。

圖 2.1 長餘輝發光材料之發光原理

(21)

位能之改變,位能與配位座標關係圖如圖 2.2。A 點為基態位置,當其受到激發 (exictation)後跳躍至 B 能階位置,而到 C 時穩定,如果回到基態 D 點,則會開始發 光(emission)。

圖 2.2 長餘輝發光材料位能與配位座標關係圖

螢光體上給予不同形式能量(excitation)是主體材料吸收能量後,再提供發光機構 能量而可以發出不一樣顏色的光(emission)如圖 2.3 所示。

(22)

圖 2.3 不同形式能量所產生不同顏色的光

2-3 發光材料與光致發光物質,依照其發光原理可以為下 面八類:

(1) 熾熱光或白熾光(incandescence):因為熱才會發光,如電燈泡(incandescent lamp)即 是交流電通過鎢絲使其發熱至約絕對溫度 3000K 而發光。

(2) 摩擦發光(triboluminescence):因為摩擦而發光,如三苯基磷氧類的有機化合物

【6】。

(3) 氣體激發(gas excitation):因為電子或熱的激發而發光,如日光燈【5】。 (4) 電致發光(electroluminescence):因為電激發而發光,如手機及冷光手錶面板。

(5) 生物發光(bioluminescence):生物體利用化學能發光,如螢光蟲(fire fly)。

(6) 螢光(fluorescence):因為光激發而發光,不包括光源切斷後的狀況,如日光燈 (fluorescent lamp)即是螢光粉。

(7) 化學發光(chemiluminescence):非生物體把多餘的化學能轉化成光能,如光棒(light stick)。

(8) 磷光(phosphorescence):因為光激發而發光,但光源切斷後仍會持續發光,如夜光

(23)

玩具。

「發光」現象是當材料受到光的激發後,會發射出沒有熱的光,此種光不會輻射 出任何熱能,亦稱為「冷光」。利用光來激發的方式,稱之為「光致發光」,根據發光 機能,可分為「磷光」和「螢光」【7】【8】。

2-4 長餘輝發光材料研究發展

從長餘輝發光材料被發現至二十世紀九零年代以前,效果最好的長餘輝發光材料 就屬於金屬硫化物體系。金屬硫化物的優點為體色鮮艷、激發性能優、發光顏色多變、

涵蓋範圍從藍光到紅光波長的可見光,但其缺點為化學性能不穩、發光時間短、發光 強度弱等。而目前性能最好的是屬於紅色長餘輝發光材料,它的發光強度最多可達傳 統硫化鈣體系 6 倍以上,發光時間可高達 5-8 小時。

九零年代中,新型鋁酸鹽長餘輝發光材料問世,它比傳統硫化物的發光強度、發 光時間及化學穩定性都較為優越。目前鋁酸鹽長餘輝發光材料出現了藍紫、藍綠、黃 綠、黃橙色發光,其中以藍綠和黃綠的發光性能是最好的長餘輝材料。

2-5 奈米長餘輝發光材料

奈米科技其實並沒有統一的定義,奈米是度量單位,一奈米是十億分之ㄧ米。但 是一般說法是指物質在奈米尺寸下所呈現出有別於巨觀尺度下的物理性質、化學性質 與生物特性的現象,在此刻度之下的元件,它的物理性質與化學性質已經不同於巨觀 時的現象;所謂奈米科技就是運用此方面技術,在奈米尺寸等級的工作環境下去操 作,控制原子或分子組成新的奈米尺度結構,也就是新的奈米材料,經過新的組合,

電子與資訊工業研發出更節約能源的材料與元件,以展現新的機能特性。

長餘輝發光材料是由主體的化合物(基質)和少量的雜質離子(激活劑)所組成的。

(24)

為了改善其長餘輝發光材料的光學性質,又添加另一種雜質離子做為活化劑,此雜子 離子會取代部分基質晶體上原有的格位離子,造成基質晶格缺陷,進而產生能夠捕捉 激發電子的陷阱,如果陷阱越深,其發光餘輝時間越長。激活劑是發光中心,其受到 外界能量的激發而產生發光的現象【10】。由此現象可發現長餘輝發光材料的發光現 象是來自於晶格上離子的轉換,而長餘輝發光材料初期的製作方式與奈米材料常用的 製作方式相同,即固相法【11】,長餘輝發光材料亦是以控制分子組成而製作的,故 其亦稱為奈米材料。

(25)

第三章 光學理論

3-1 幾何光學基本原理

科學家對於光之研究可分為兩個部分,第一部份是研究光之本性,依據光的本性 來探討各種光線的物理現象,稱為物理光學;第二部份則是研究光的傳導規律與傳播 現象,稱之為幾何光學。對於光之本性的科學假說,最早是由 Newton 在 1666 年提 出的「微粒說(corpuscular theory)」,Newton 認為光屬於一種彈性粒子,是”一群細微 而移動迅速的大小不同的粒子”,它們被發光體”一個一個地發射出來”, 認為此光粒 子不是被連續發射出來的粒子流,而是一種陣發式的簇射。這些陣發式的微粒在周圍 的”以太”介質中產生出一種振動,此振動有時造成光粒子被加速,有時使之減速,故 光粒子到達介質界面時,部分粒子被反射,部分粒子被折射,折射粒子因受到密度較 低之介質的引力作用而在密度較高之介質中速度加快,因而發射方向偏向法線。1678 年 Huygens 提出了「波動說」,Huygens 認為發光體每一部份都會產生出一個球面波,

而這些球面波會同步向四周傳遞,而由這些許多小球面波的前端所連起來的線形成一 個大的球面波,就是光的波前,Huygens 認為光是藉以太粒子作為媒質來進行傳遞,

是為縱波。Huygens 根據勒瑪測光速的結果,從光速很大的角度推論以太粒子應該是 屬於很小而且堅實、並且必須具備有極大的彈力。1873 年 Maxwell 提出描述電磁場 之 Maxwell 方程,用四個偏微分方程

1 ( ) curl

E

H c t

ε

= ∂

∂ (3.1)

1 ( )

curl

H

E c t

μ

= − ∂

∂ (3.2)

div(

ε E

)=

ρ

(3.3)

div(

ε H

)=0 (3.4)

,Maxwell 根據電磁波的性質說明,由此計算出電磁波傳遞的速度等同於光速,因此

(26)

提出光是一種電磁現象。1995 年愛因斯坦為了解釋光電效應,提出了光子的假說。

電子在金屬內部可以自由地游動,卻無法自由地跑出金屬的外部。在高頻的光線照射 下,電子較容易被擊出金屬表面,但是當光的頻率低於某特定值時,無論照射時間多 長電子始終無法被擊出;不同金屬會有不同的臨界頻率,相對應於使電子逃脫金屬表 面的最低能量,以頻率越高的光照射,被擊出來電子動能也越大,且動能和頻率間呈 現線性關係。若以光的「波動說」,跳出電子的動能應該和光的強度有關,但實驗結 果只是和光的頻率相關,和光強度有關的是光電子的數目。最後只好假想是「光子」,

每一個光子所攜帶的能量和其頻率成正比。當光子照射到金屬表面時,高頻的光子具 有較高的能量,當光子和電子作用時,光子將能量完全轉移給電子,而使得電子獲得 足夠能量,馬上可以被擊出金屬。可是低頻的光子能量不足以使得電子逃脫金屬表 面,即使照射大量低頻的強光也沒有用。後來由 Compton Effect 的發現而得到證實,

現代物理認為,光是一種有波粒二象性的物質,即光是有「波動性」也具有「粒子性」。 光既然是電磁波,研究光的傳播問題,應該屬於是一種波動傳遞問題。但是幾何 光學中研究光的傳播,並不把光看作是電磁波,而是把光看作是能夠傳遞能量的幾何 線。光線發光就是向四周發出無數條幾何線,沿著每一條幾何向外發散的能量【11】。

由上述得知,光是能夠傳遞能量的幾何線,而幾何光學更是把光視為具有方向的 幾何線,進而討論光的傳遞問題。在幾何光學的觀點中,光具有下列幾種定律。

3-2 反射定律

反射定律視為一種物理現象,是指當光之行進,在兩種不同介質的界面上會有些 許光線反射回同一介質。反射分為三種形式,鏡面反射(Specular reflection)、擴散反 射(Spread reflection)和漫射反射(Diffuse reflection);鏡面反射是指當光產生反射現象 時,反射的光滿足「入射角」等於「反射角」的關係,且入射光與反射光均在介面的 同一邊,如圖 3.1。擴散反射通常發生於不平坦之表面,且反射的光線超過一個角度,

(27)

而所有的反射光的反射角會有些許與入射角相同,如圖 3.2。漫射反射又被稱為 Lambertian scattering 或 Diffusion,漫射反射通常發生於粗糙或不光滑之表面,其反射 光呈現許多角度,各光線反射角混亂,進而出現模糊影像,如圖 3.3。

圖 3.1 鏡面反射

圖 3.2 擴散反射

(28)

圖 3.3 漫射反射

當 一 光 線 射 入 一 光 滑 表 面 產 生 鏡 面 反 射 , 此 時 光 線 遵 守 反 射 定 律 (Law of reflection),入射角θ (Incident angle,入射光與垂直表面之法線的夾角 )等於反射角i θ (Reflected angle,反射光與垂直表面之法線的夾角),如圖 3.4。 r

圖 3.4 反射

(29)

當光發生反射時,會遵守反射定律:

(1)入射線、法線和反射線在同一平面。

(2)入射線和反射線分別在法線的兩側。

(3)入射角(入射線與法線的夾角)等於反射角(反射線與法線的夾角)。

3-3 折射定律 (Refraction)

折射定律又被稱之為斯涅爾定律(Snell’s law),光在均勻連續介質中是直線傳遞,

當光線由一種介質進入到另一種介質時,一部分的光被反射,而另一部分光則進入第 二介質,進入第二介質的光線因波在不同介質內會有不同的行進速率,所以造成偏折 現象,此現象就稱之為折射,折射通常和反射同時發生,但是發生反射並不一定會產 生折射。影響折射的因素有兩個:一個是入射角θ (Incident angle);另一個是折射率1

n(Refractive index),折射率為真空中之光速(c)除以光在材料中的光速(ν )

c

n

= (3.5)

ν

光在空氣中的光速約等於真空中的光速,空氣中的折射率視為

1(nair=1.000293),幾乎所有正常的物質之折射率都大 1,而物質的折射率越大,代表 光所受到的影響越大,其速度差越大。如圖 3.5,光經過不同折射率之物質,入射角 和折射角關係可由 Snell’s law 表示:

n1sinθ1=n2sinθ2 (3.6)

其中n1為介質 1 之折射率,n2為介質 2 之折射率,θ 為光之入射角,1 θ 為光之2 折射角。

(30)

圖 3.5 折射 and Snell’s law

光在任何表面產生折射現象時,入射角與折射角之正弦函數之比值為一常數,與 入射角度無關,因介質不同而有所改變。

圖 3.6 光的折射

(31)

3-4 全反射定律

全反射視為一種光學現象,在ㄧ般情況下,光照射至透明介質之界面時,會同時

產生反射與折射現象,但在某種特定條件下,界面可將入射光全部反射,並無產生折 射現象,此為全反射。當光線進入兩種不同的折射率物質時,部分光線會被介質的界 面給折射,剩餘的將被反射;但是當入射角大於零界角時(光線偏離法線),光線將停 止進入,反觀另一介面會全部向內面反射。

全反射只會發生在光線從較高折射率的介質進入到較低折射率的介質,並且入射 角大於臨界角,因為沒有折射而都是反射,故稱為全反射,如圖 3.5,假如介質完全 不吸收能量,則由能量守恒的概念,反射光與折射光的能量總和將會等於入射光的能 量總和。

臨界角是指產生全內反射角的最小入射角,由於臨界角為 90o,根據折射定律所 求得臨界角為

1

2

sin (

1

n )

c n

θ =

(3.7)

其中θ 為臨界角度(Critical Angle),是c n2較低密度介質的折射率,及n1是較高密 度介質的折射率。當光線由較高折射率的介質進入較低折射率的介質時,隨著入射角 增大,而折射光會越偏離法線,當入射角瀕零臨界角度時,折射光線將會通過兩種介 質的邊界,如果入射角再增大,所有光線都將被反射回介質內部。

對於背光的材料中如 PMMA 的臨界角約為 42.2°、Typical glass 的臨界角約為 41.8°,Polycarbonate 的臨界角約為 35.7°。

(32)

圖 3.7 全反射現象

3-5 費馬原理(Pierre de Fermat)

費馬原理是由法國科學家費馬(Pierre de Fermat)在 1600 年所提出,所提出,它屬

於幾何光學的基本定理,描述光在介質中傳遞的基本幾何原理,光在任意介質中,光 在任意均勻介質中,由一點傳遞至另一點時,一點傳遞至另一點時,言所需最短時間 的路徑傳遞,故又稱之為最小時間或極短光程原理。

假設介質折射率 n 在空間做連續變化,從 A 點傳遞至 B 點,,沿光路之線素,

為 ds,則光程長為

B

Ands

AB=

(3.8)

假設介質中的光速為 v,真空中的光速為 c,真空中的光速為 c,則 v 與 c 之間的 關係為 v=c/n,假設光在介質中通過 ds 所需的時間為 dt,s 所需的時間為 dt,則(式) 可以改寫成

2

1

B t

A t

AB

C

ds C dt

=

V

=

(3.9)

AB 表示為同ㄧ時間內,光於真空中行進之鉅哩,稱之為光程長(Optical path length)。由於費馬原理為光行進路徑之法則,從費馬原理中,我們可以證明三種常用

(33)

之幾何光學定律:

1.光在均勻介質中傳遞遵守直線定律 2.光的反射定律,入射角等於反射角 3.光的折射定律

3-6 光度學(Photometry)

光度學是為研究光之發射、傳遞、吸收和散射等過程,視為能光能量計算的學科,

其研究各種光量,如光通量、發光強度、光輝度、光照度等的定義及其單位之選定,

及和其他物理通亮之間的關係,且研究光量測儀器之設計、製造、測量方法。以能量 觀點來說,光線只能表現光的傳遞方向,無法表示出與能量的相關訊息。但在光學系 統中,除了傳遞光訊息外,它還是具有光能的傳遞,因此光學系統所傳遞的能量是否 能被接受,這對於系統而言非常重要。

(1) 發光強度(Radiant intensity)

為了表現點光源的光通量之空間分佈,定義其點光源在某方向上之單位立體角內 發出的光通量為該方向之發光強度。發光強度的國際單位為燭光(candela)=流明/立體 角,符號為 cd,又稱為坎德拉。

1 1

lm

cd

=

sr

(3.10)

發光強度是以表示光源發光強弱程度的物理量,與測量輻射強度或測量能量 強度之單位(瓦)相互比較,發光強度的定義考慮了人的視覺因素與光學特點,它是以 人類的視覺基礎上建立而成。

(34)

(2) 光通量

在光線充足環境條件下,經實驗而發現,人類的眼球對於 555nm 左右的黃綠光 最為敏感。假設波長 555nm 和λ 兩種光所引起的相同明亮感覺,分別需要輻射能通 量Φ 和555 Φ 瓦特,我們將其的比值稱為視見函數(luminosity function)。 λ

V

( ) 555

λ

=Φλ

Φ (3.11)

試見函數是用來表示人類眼球對於各種波長光的相對敏感度。對於波長為λ 的單 色光,其輻射能通量 ( )Φ

λ

和視見函數 ( )

V λ

的乘積稱為光通量。

F

( )

λ

=

V

( ) ( )

λ

Φ

λ

(3.12)

m2

cos

B F

d ds θ

= Ω (3.13)

光通量 Q(Luminous flux)和輻射通量(Power or Radiant flux)有相同的量級,但在國 際單位至中,輻射能通量的單位為瓦特(Watt),而光通量的單位則為流明 Lumen(lm),

兩者的關係為 1W=683lm 或 1lm=0.00146W,應當注意的是 lm 與 W 之間的換算關係 隨著波長的不同而異,因此對於波長為λ 的單色光 1W=683

V

( )

λ

lm。在光學中,flux 和 power 屬於同義的名詞,其物理意義為單位時間 t 通過的能量。

dQ

φ

=

dt

(3.14)

(3) 輝度(Luminance or Brightness)

前述引用的發光強度表明點光源在某方向上單位立體角內發出的光通量,而它無 法描述面光源上的各小面積所發出的總光通量之空間分佈,由此可見,需要引入一個 新的物理量-輝度,即為發光表面某方向的光亮度等於該方向上單位投影面積在單位 立體角內發出的光功率。在國際單位制中,光亮度的單位為 Nit(nt)=lm/m -sr=cd/2 m 。 2

(35)

1 1

cd

2

nt

=

m

(3.15)

(4) 照度

尺寸無限小的點光源只存在相對意義上,實際的發光源都具有一定的面積。為了 表現面光源上各點的發射能力,我們定義面光源上單位面積接收的總光通量為該面積 所在點的光照度(illuminance),單位為 Lux(lx),1lx=1lm/m2,另一個更大單位是 Phot(ph),1ph=10 lx。ㄧ般所指的夠不夠亮,就是代表照度,居家的照度一般建議在4 100~300lux 之間,而閱讀時所需要大約為 600lux。若面積為 ds,沿發光面ㄧ側各方 向發光的總光通量為 dF,則光照度為

dF

R=dS (3.16)

(5) 輻射度學(Radiometry)與光度學(Photometry)

輻射度學是關於電磁輻射定量及量測的學科,它是量測電磁波的一種科學,所測 量到的量為絕對的量,因為光是一種能量,輻射能量會經由介質轉變成其它能量,在 SI 單位中所使用到的基本單位為焦耳(joule)。而光度學則是量測可見光的科學,是根 據人類的眼球所對於光感知能力的一種物理量,基本單位是流明(lumen),與輻射物 理量有ㄧ加權函的對應,如表 3.2。

(36)

表 3.1 SI radiometry units

輻射度學量

物理量 符號及定義 單位

輻射能(Radiant energy)

Q

焦耳(joule)

輻射通量(Radiant flux)

Φ

瓦特(watt)

輻射強度(Radiant intensity)

I W sr

輻射輝度(Radiance)

L

2

W sr m

輻射照度(Irradiance)

E

I

2

W m

表 3.2 SI photometry units

光度學量

物理量 符號及定義 單位

光能(luminous energy) Q V 流明 秒(lm s)

光通量(luminous flux)

F

( )

λ

= Φ( ) ( )

λ V λ

流明(lm)

發光強度(luminous intensity)

dF I

=

d

Ω 燭光(cd)

照度(illuminance) dF R=dS

勒克斯(lx 或 lm/m ) 2

光亮度/輝度(luminance) 2 cos

B d F

d ds θ

= Ω 尼特(nits 或 cd/m ) 2

(37)

第四章 實驗方式

4-1 實驗原理

本論文之所以使用奈米材料是因為它對於印刷方面可以提升品質,成本方面也會 下降。印刷技術使用奈米科技可以使色彩呈現飽和,階調的表現也就更為豐富。奈米 材料因其具有奈米微粒尺寸,使表面積增大、表面能跟表面張力也因粒徑的減小而增 大,達到對印墨吸收良好,耐磨性高及具有防水功效。

有鑑於市面上的廣告看板都是由板體側面設置發光二極體光源組,利用發光二極 體光源之主要發光角度平行射向板體板面,當光源組通電使光源產生變化,而位於板 體面上的螢光物質吸收到能量而發出的光能,但這樣作法只限於此種產品,而我們目 前的想法是將發光二極體光源組取出來,不再限制只能平行射向板體板面,而是能利 用類似外接的方式,將發光二極體光源任意的設置在板體表面,再經由表面射入光 源,使板體面上的螢光物質一樣能吸收能量而發出光能。

4-2 實驗儀器

(38)

圖 4.1 實驗示意圖

圖 4.2 光線模擬圖

(39)

圖 4.3 多功能光輻射強度計 HD-2102.1.2

圖 4.4 8 pin RS232 光感測器

(40)

圖 4.5 水玻璃

圖 4.6 壓克力

(41)

圖 4.7 幾何外型

圖 4.8 發光二極體

(42)

4-3 實驗過程

實驗一開始的步驟是先製作一黑色不反光的長方形幾何外型,此幾何外型的大小 是 30×28×8cm,壓克力板是向廠商購買,發光材料是由發光廠商所購得,發光二極體 光源則直接從電子材料行所購買,另外還準備了一多功能光輻射強度計。本研究發光 材料選用的是黃色螢光粉,它的粒徑為 4microns, 發光二極體光源是使用藍光跟白 光;由於長餘暉發光材料的化學性質穩定,所以只需要放置密閉塑膠包裝中即可。

實驗第二部分為本研究實際執行部分,在此分為兩階段:第一階段的目的是為了 要測量發光二極體光源組的入射角對於光輝度的影響。實驗過程為利用黑色不反光的 幾何物體作為光線反射區,幾何物體上方覆蓋壓克力板,再利用一發光顏料均勻塗抹 在壓克力板,在壓克力板上取 3 點為測量距離,分別為 3cm、13cm、23cm,此時發 光二極體光源由基準點 0cm 以角度 0o’、30o、45o、60o、90o去投射,利用多功能光 輻射強度計於高度 30cm 做測量。

第二階段的目的是為了測量 UV 透明膠和發光材料混和物,它的 LED 光源的輝 度值。實驗過程為利用三家不同的 UV 透明膠與發光材料混合,再將三種混和物分別 噴塗於 PET 薄膜上,利用發光二極體光源去照射,再用多功能光輻射強度計去測量。

本研究將發光材料拌入 UV 透明膠,混和物的均勻效果受到攪拌速率跟攪拌時間 的影響,攪拌越久、攪拌越快,所攪拌的混和物越均勻。但是受於實驗室設備與時間 的關係,本實驗無法發長時間或高轉速攪拌機來進行攪拌。

(43)

第五章 實驗結果與討論

實驗結果

在實驗的第一部分當中,因為市面上已經有類似的專利看板,如圖 1-1 專利圖示,

本論文是因為它的專利看板而獲得啟發聯想,專利看板是由板體側面設置發光二極體 光源組,利用發光二極體光源主要發光角度平行射向板體板面,當光源組通電使光源 產生變化,而位於板體面上的螢光物質吸收到能量而發出的光能;而本論文將它以於 改良,嘗試將發光二極體光源放置板體表面,在微調發光二極體光源的入射角,我們 嘗試由入射角 0o、30o、45o、60o、90o來作測量,實驗數據如下,而實驗結果我們發 現在發光二極體主要發射光源以 30 o角入射,螢光材料的反射輝度較為明亮跟穩定。

表 5.1 LED 入射角 0 度與反射光的強度關係

LED入射角0度與反射光的強度關係

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

0 10 20 30

距離

cd/㎡

Max Min Avg 瞬間 cd/㎡ cm

Max 2.4 3

1 13

2.3 23 Min 0 3

0 13

0 23

Avg 1 3 0.7 13 0.6 23 瞬間 1.1 3

0.8 13 0.6 23

(44)

表 5.2 LED 入射角 30 度與反射光的強度關係

cd/㎡ cm Max 3.8 3 1.8 13 1.2 23 Min 2.6 3 0.8 13 0 23 Avg 3.2 3 1.3 13 0.7 23 瞬間 3.2 3 1.2 13 0.7 23

表 5.3 LED 入射角 45 度與反射光的強度關係

cd/㎡ cm Max 4.4 3

2.1 13

0.9 23

Min 2.2 3

0.4 13

0.4 23

Avg 3.2 3

1.2 13

0.6 23

瞬間 3.2 3

1.6 13

0.7 23

LED入射角30度與反射光的強度關係

0 1 2 3 4

0 10 20 30

距離

cd/㎡

Max Min Avg 瞬間

LED入射角45度與反射光的強度關係

0 1 2 3 4 5

0 10 20 30

距離

cd/㎡

Max Min Avg 瞬間

(45)

表 5.4 LED 入射角 60 度與反射光的強度關係

cd/㎡ cm Max 3.7 3

1.8 13

1.1 23

Min 2.8 3

0.7 13

0.1 23

Avg 3.1 3

1 13

0.6 23

瞬間 3.2 3

1.1 13

0.6 23

表 5.5 LED 入射角 90 度與反射光的強度關係

cd/㎡ cm Max 7.5 3

1.3 13

1.4 23

Min 0 3

0 13

0 23

Avg 0.8 3

0.3 13

0.3 23

瞬間 1.1 3

0.4 13

0.3 23

LED入射角60度與反射光的強度關係

0 1 2 3 4

0 10 20 30

距離

cd/㎡

Max Min Avg 瞬間

LED入射角90度與反射光的強度關係

0 2 4 6 8

0 10 20 30

距離

cd/㎡

瞬間 Max Min Avg

(46)

在實驗的第二部分當中,此部份不單單只是發光二極體光源對於螢光材料的發光 效果,為了讓螢光發光材料可以附著於 PET 材質上,所以必須添加黏著劑,在此我 們選擇使用 UV 透明膠,而市售的 UV 透明膠有許多規格,本實驗選用了黏度 4000 與 15000 的 UV 膠來做實驗。當黏度 4000 和 15000 分別與螢光材料混合後,再將其 噴塗於 PET 薄膜表面,之後使用 UV 紫外燈去照射,讓 UV 透明膠固化黏著於 PET 薄膜表面。如圖 6.1.1 左側 C、H,這兩個字體都是使用黏度 4000 的 UV 透明膠,或 許是黏著度不足,在固化的同時,字體的表面會先有暈開,之後會有萎縮的現象,但 這不是本實驗所要的結果;而圖的右側 U 它所使用的 UV 透明膠是黏度 15000,,它 的黏度比較高,所以沒有暈開的情形,但也因為黏度高,所以他噴塗在 PET 薄膜上 的厚度也較為厚。

圖 5.1 三種 UV 膠與螢光粉混合

(47)

圖 5.2 黏著度高之 UV 膠與螢光粉混合

圖 5.3 三種混合物利用白光 LED 照射

(48)

圖 5.4 三種混合物利用藍光 LED 照射

圖 5.5 黏著度高之 UV 透明膠利用白光 LED 照射

(49)

圖 5.6 黏著度高之 UV 透明膠利用藍光 LED 照射

(50)

第六章 結論

目前市面上出現的廣告看板越來越多,而且越來越精緻化,從一開始在小黑板上 利用粉筆在板面書寫,衍生到後來的 LED 螢光廣告看板而此種商品是利用螢光墨水 在透明 PMMA 表面書寫,目前最新的廣告看板更進一步的擁有層次感的波浪狀光影 移動,使得廣告看板板面的顯影呈現有閃爍的跳動,字體會有左右移動的假象,將更 容易吸引路人的目光;而成像方面的進步也是指日可待,從粉狀無螢光效果的粉筆進 化到墨水狀而且帶有不同色調的螢光筆,這些都一再的說明這個產業是在進步而且具 有需求。我們在這個產業所扮演的角色是希望能夠將廣告看板於商業用途轉化成家庭 或個人的需求,因為每個人都有想要呈現的東西,每個人都有想表達自己想法的地 方,如何實現這個需求,正是我們所研究的目的。

在實驗過程中,因為我們所使用的發光二極體為市售量產的商品,所以它的規格 是固定的,尤其入射角,本研究所影響的條件有很大的部份就是發光二極體的設置,

就實驗的數據來說,以 30 度的入射角所呈現的發光輝度較為均勻及穩定。如果要使 螢光粉附著於可塑性塑膠薄膜上,就必須使用黏著劑,本研究所使用的黏著劑為 UV 透明膠,分別是三個廠牌,兩種黏著度,其中黏著度分別為 4000、15000;而實驗中 黏著度 4000 的 UV 透明膠在固化的過程中,UV 顯影圖騰結構的周圍會有擴散的現 象,造成顯影圖騰沒有辦法準確的附著於研究所設定的位置,相對的黏著度 15000 的 UV 透明膠在固化的過程中,雖然不會有擴散現象,但因為其黏著度高,所形成的 顯影圖騰厚度較高,使得光線照射有所影響,並且所形成的墨水較為濃稠,在目前的 噴墨印表機中還尚未能注入形成墨水。

由於我們目前所使用的螢光粉是屬於單色發光,但是這樣的發光特性稍嫌薄弱,

目前所研發出來的螢光粉除了單色系以外,也已經有了變色螢光粉,利用不同的發光 波長而產生不同的發光色調;除此之外,雖然我們目前測量出來的發光輝度是較為穩 定,但還是不夠平均且亮度還可再增加,增加亮度與平均散射的方法為添加一導光

(51)

板,只是目前因為我們入射角度與ㄧ般主要發光角度為平行射向板體之板面的情況有 所差異,所以要使用之導光板有必需有所差異,將來可以研究不同之導光板對於我們 的產品有何不同改變。

(52)

參考文獻

【1】蔡宜壽,發光纖維的製造與應用,絲織園地,第 44 期,中華民國 92 年 4 月。

【2】陳育山,長餘輝與奈米結構硫氧化釔螢光體之合成與其發光特性之研究,交通 大學應用化學研究所碩士論文,中華民國 91 年 6 月。

【3】林元華、張中太等,長餘暉光致發光玻璃的製備及其性能研究,材料科學與工 藝,第 8 卷,第 1 期,第 1-6 頁,2003 年 3 月。

【4】張中太、張楓等,長餘暉蓄光陶瓷 SrAl2O4:Eu,Dy 的性能及發光机理,長春 理工大學學報,第 4 期,第 295-296 頁,2003 年。

【5】陳忠輝、楊凱喬,奈米複合材料在印刷之應用與發展。

【6】林鴻明、林中魁,奈米科技應用研究與展望,工業材料 179 期, 84-91 頁,中 華民國 90 年 11 月。

【7】Nakazawa, K.; Shirota, K.; Yamashita, Y.; Hirose, M.; Yokoyama, Y and Kashiwazaki, A. EP Patent 0947859, 1999。

【8】Shirota, K.; Murai, K.; Shiba, S.; Sato, H.; Yokoi, H.; Kashiwazaki, A.

and Miyazaki, T. EP Patent 0942326, 1999。

【9】Watanabe, T.; Kiguchi, H.; Nakamura, T. and Miyashita, S. EP Patent 1048700, 2000。

【10】蔡宜壽,奈米發光與應用,演說講義,2003 年。

【11】楊蓉、楊一心等,摩擦發光的起因及其机理,化學研究與應用,第 13 卷,第

1 期,第 10-15 頁,2001 年 2 月。

【12】賴德銘,日光燈整流器的物理知識,技術物理教學,第 12 卷,第 3 期,第 46-47 頁,2004 年 9 月。

【13】李威漢,SiO2 有機/無機混成乾凝膠光致發光之研究,大同大學材料工程研究 所碩士論文,中華民國 93 年 6 月。

【14】陳仲林、萬體智等,長餘暉材料製備方法探討,光源与照明,第 4 期,第 28-30 頁,1999 年。

(53)

【15】高勇,奈米材料的性能及制備技術,兵器材料科學与工程,第 20 卷,第 6 期,

第 64-68 頁,1997 年 11 月。

【16】科技年鑑奈米網,奈米科技的定義,http://nano.nsc.gov.tw/main/1/1_03.html。

【17】沈賢,淺談奈米複合材料的發展與應用。強化塑膠,100/101:2-8,2004 年

【18】許明發、郭文雄,複合材料,高立圖書,1998 年。

【19】蔡翰儀,聚甲基丙烯酸甲酯奈米複合材料之合成與性質研究,私立中原大學碩 士論文,2000 年。

【20】欒文樓、李明路,膨潤土的開發應用,3-15,1998 年。

【21】吳仁傑,納米複合材料聚合技術,工業材料,125(5),115-119,1997 年。

【22】蔡宗燕,奈米級無機材料的發展與應用,化工資訊,28-42,1998 年。

【23】洪長春,塑膠被印材質之平版印刷技術探討,印刷科技,18(3),30-36,2001 年。

【24】黃昌宏、洪時凱,奈米技術在紙張上的概況及適性分析研究--以銅版紙為例,

中華印刷科技年報,169-190,2005 年。

【25】蔡宗燕,奈米級複合材料之開發與應用之市場分析,化工科技與商情,36:

15-19,2002 年。

【26】張棋榕,噴印微光學元件用可光聚合透明耐熱材料之合成與特性研究,中華民 95 年 07 月。

參考文獻

相關文件

Animal or vegetable fats and oils and their fractiors, boiled, oxidised, dehydrated, sulphurised, blown, polymerised by heat in vacuum or in inert gas or otherwise chemically

Milk and cream, in powder, granule or other solid form, of a fat content, by weight, exceeding 1.5%, not containing added sugar or other sweetening matter.

VENIR (Vine) TENER (Tuve) HACER

Edge triggered device sample inputs on the event edge Transparent latches sample inputs as long as the clock is asserted.

o Zigduino sends ACK once the packet passed dst addr check. o We strongly recommend you using both STATE_TXAUTO and STATE_RXAUTO, and paired with original/your SW

– Maintain a heavy path: Instead of recalculate all ances tors' value, only the corresponding overlapping subpa th will be recalculated. It cost O(1) time for each verte x, and

If the points line on the 45 o line then the skewness and excess kurtosis seen in the stochastic residuals is the same as that of a standard normal distribution, which indicates

† CPU 執行原工作,若週邊裝置有需求,則發出中 斷信號通知CPU ,待CPU知道後,暫停目前工作