스페셜 보고서

Quantum Dot의 Display 응용기술 개발동향 보고서

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2024년 7월 12일

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소개

Quantum Dot(QD) 기술은 QD 필름 활용, 미니 LED와 QD 결합, Cd-free QD 상용화, Perovskite QD 발전, QD-LED 차세대 디스플레이를 위한 연구개발 등 다양한 이슈로 디스플레이 산업에서 주목받고 있다. 이러한 발전은 수명과 안정성 개선, 친환경 소재 개발, 높은 효율과 낮은 비용, 초고해상도 디스플레이 적용, 애플리케이션 확장 등으로 이어져 디스플레이 산업의 미래를 밝게 하고 있다.
QD 기술은 LCD TV의 화질을 크게 높이고 미니 LED 기술과 접목해 프리미엄 TV 시장을 선도하고 있다. 발광소자에서 QD-LED는 최근 몇 년간 상용화를 위한 개발이 진행되고, 한중일 디스플레이 업체들이 풀컬러 QD-LED 디스플레이 프로토타입을 발표함으로써 QD-LED가 OLED와 경쟁할 수 있는 중요한 단계로 평가받고 있어 미래 디스플레이 혁신을 이끌 중요한 기술로 자리잡고 있다.

유비리서치가 발간한 Quantum Dot의 Display 응용기술 개발 동향 보고서에서는 다음과 같은 내용을 다룬다:
1. 색 변환 기술을 디스플레이에 응용
2. 화소 내 색 변환 기술을 Microdisplay에 응용
3. QD-LED의 디바이스 구조와 프로세스 개발 동향
4. QD-LED 디스플레이 개발 동향

특히 주목할 부분은 색변환소자와 관련된 것으로, 그 중 Perovskite 기반 QD는 높은 광효율성과 좁은 발광 스펙트럼으로 인해 주목받고 있다. 최근 연구에서는 Perovskite QD의 안정성을 높이기 위한 다양한 접근이 시도되고 있는데, 이러한 기술은 4K와 8K 초고해상도 디스플레이의 색재현율을 향상시키는데 큰 역할을 할 것이다.
또 환경 및 건강 문제로 인해 Cd-free QD 개발이 활발히 진행되고 있는데, 특히 인듐화물(InP) 기반 QD가 상용화 되어 삼성의 최신 QLED TV나 QD OLED TV에 적용되고 있다. Cd-free QD는 기존 Cd 기반 QD와 유사한 성능을 제공하면서도 친환경적이라는 장점을 가진 것으로 향후 더욱 발전할 것을 주목할 필요가 있다.

목차

1. Quantum Dot 개발 및 사업화의 경위
1.1 Quantum Dot 개발의 역사
1.2 CdSe Quantum Dot
1.3 비 Cd 계 Quantum Dot
1.4 Perovskite Quantum Dot
1.5 각종 QD 의 특성 정리
1.6 ⅠⅢ Ⅳ Quantum Dot

2. 색변환소자에의 응용
2.1 색 변환 재료로서의 QD
2.2 액정 백라이트에의 응용
  2-2-1 엣지 라이트형 백라이트에의 응용 형태
  2-2-2 직하형 백라이트에서의 응용 형태
  2-2-3 미니 LED 백라이트용 색 변환 재료
  2-2-4 Perovskite QD를 사용한 Mini LED LCD
2.3 화소 내 색 변환 ( In Pixel Color Conversion )
  2-3-1 요약
  2-3-2 화소 내 색 변환의 실용화 예: QD OLED
  2-3-3 화소 내 색 변환의 과제와 대책
  2-3-4 QD 패터닝 프로세스
  2-3-5 Micro LED Micro Display 의 화소 내 색 변환
2.4 Micro LED Micro Display 의 화소 내 색 변환 프로토 타입 예
  2-4-1 Sharp
  2-4-2 BOE
  2-4-3 Mojo Vision
2.5 Micro LED Micro Display 의 화소내 색변환 응용 요약

3. QD-LED 기술 개발 동향
3.1 요약
3.2 QD-LED 특성의 진화와 현상
  3-2-1 Overview
  3-2-2 비 Cd 계 QD-LED와 Cd 계 QD LED 의 특성 비교
  3-2-3 비 Cd 계 QD-LED 특성의 진화
  3-2-4 QD-LED 의 열화 요인
3.3 Blue QD-LED 개발
  3-3-1 ZnSe /ZnS QD-LED 의 장파장화
  3-3-2 ZnSe / ZnS QD-LED 의 반응성 제어에피 택셜 성장에 의한 장파장화
  3-3-3 ZnSe /ZnS QD-LED 의 장파장화 및 추가 특성 개선
  3-3-4 Core/Shell 구조 설계에 의한 특성 개선
  3-3-5 QD 보호 기술에 의한 특성 개선
3.4 비 Cd 계 Red QD-LED의 개발
  3-4-1 디바이스 설계에 의한 비 Cd 계 Red QD-LED 의 특성 개선
  3-4-2 비 Cd 계 Red QD-LED 의 수명 해석
3.5 QD-LED 장치 구조
  3-5-1 Inverted
  3-5-2 ZnO ETL Layer
  3-5-3 New HTL Layer
  3-5-4 Top Emission
  3-5-5 Tandem
  3-5-6 메타 서피스에 의한 풀 컬러화
  3-5-7 향후 QD-LED 의 추가 성능 향상을 위해
3.6 QD-LED 공정
  3-6-1 Spin Coating
  3-6-2 잉크젯 인쇄
  3-6-3 EHD Printing
  3-6 4 UV Lithography
  3-6-5 전사 Micro Contact Printing
3.7 QD-LED 디스플레이 프로토타입
  3-7-1 BOE
  3-7-2 Sharp
  3-7-3 삼성디스플레이
3.8 White 발광 QD-LED
3.9 Perovskite QD-LED
  3-9-1 EQE 의 진화
  3-9-2 Ligand Exchange로 EQE 개선
  3-9-3 ETL에 의한 특성 개선
  3-9-4 향후 과제
  3-9-5 과제에 대한 대책 : Blue Perovskite 의 고효율화

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