TiO₂ 나노입자가 혼합된 봉지재를 적용한 LED 패키지의 광효율 특성 평가

Light Efficiency of LED Package with TiO₂-nanoparticle-dispersed Encapsulant

본 연구에서는 TiO₂ 나노입자를 LED패키지의 봉지재인 실리콘에 분산시키고, 이에 따른 굴절률, 투과율 및 광효율 변화를 평가하였다. TiO₂ 나노입자는 LED 봉지재의 굴절율을 증가시켜 LED 패키지의 광추출 효율을 향상시키기 위해 봉지재에 적용되었다. TiO₂는 수열합성법을 통해 합성되었고, 합성된 TiO₂ 입자에 긴 체인구조의 vinyl silane을 코팅하여 분산시켰다. 분산 처리를 실시한 후에는 대부분의 TiO₂ 나노입자가 10~40 nm 이하로 분산되었으나, 100 nm 이상의 긴 입자도 관찰되었다. 실리콘 봉지재에 TiO₂ 나노입자 양이 증가할수록 굴절율은 증가하였으나, 투과율은 감소하였다. TiO₂ 나노입자가 포함된 실리콘 봉지재로 LED 패키지를 제조하였고, TiO₂ 나노입자가 분산된 LED가 TiO₂ 나노입자가 없는 LED패키지에 비해 약 13% 이상 광효율이 향상되었다.

TiO₂-nanoparticle-dispersed silicone was applied to a LED package and the light efficiency of the LED package was evaluated in this study. The addition of TiO₂ nanoparticles in silicone increased refractive index, which improved the light efficiency of the LED package. The TiO₂ nanoparticles were fabricated by hydrothermal synthesis and were dispsersed by a vinyl silane coating treatment. After the silane treatment, the TiO₂ nanoparticles dispersed with diameters of 10~40 nm but rod-shape TiO₂ nanoparticles with lengths of 100 nm were also observed. The refractive index increased with the TiO₂ concentration in silicone, while the transmittance decreased with the TiO₂ concentration. The light efficient of the LED package with TiO₂+silicone encapsulant was higher than that of the LED package with no TiO₂ in silicone encapsulant.