스페셜 보고서

Quantum Dot의 Display 응용기술 개발동향

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2024년 7월 12일

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소개

Quantum Dot (QD) 기술은 Sony와 삼성이 QD 색변환 소재를 Premium LCD-TV에 적용한 이후, Cd-free QD의 상용화, Mini LED와 QD의 적용, QD-OLED TV 등 Premium TV의 주류 기술로 활용되며 디스플레이 산업에서 주목받고 있다. 또한 고해상도 마이크로 디스플레이, 대형 TV 등 차세대 디스플레이로서의 애플리케이션 확장을 위한 소자 수명과 안정성 개선, 환경 친화적인 소재 개발, 고효율과 저비용 디스플레이 기술이 개발되고 있으며, 자발광 QD-LED와 Perovskite QD 개발 등 미래 디스플레이 산업의 기초 기술 개발도 활발히 수행되고 있다.

유비리서치가 발간한 “Quantum Dot의 Display 응용기술 개발동향 보고서”에서는 다음과 같은 내용을 다룬다:
1. 재료 관점에서 색변환소자와 액정 백라이트에서의 응용
2. In Pixel Color Conversion 기술의 응용과 개발 동향 (QD-OLED, Micro LED Display)
3. QD-LED 기술 개발 동향, Blue QD-LED 개발과 비 Cd 계 Red QD-LED의 개발 분석
4. QD-LED의 소자 구조와 공정 분석
5. White 발광 QD-LED와 Perovskite QD-LED 기술 개발 동향 분석

재료 관점에서 환경 및 건강 문제로 인해 Cd-free QD의 개발이 활발히 진행되고 있는데, 특히 인듐 인화물(InP) 기반의 QD가 상용화되어 삼성의 최신 QLED TV 및 QD-OLED TV에 적용되고 있다.
색변환소자로서의 Perovskite QD는 높은 광 효율성과 좁은 발광 스펙트럼으로 인해 주목받고 있으며, 최근 연구에서는 Perovskite QD의 안정성을 높이고 독성 문제를 해결하기 위한 다양한 접근법이 시도되고 있다. 이러한 기술은 4K와 8K 초고해상도 디스플레이의 색재현율을 향상시키는 데 큰 역할이 기대되고 있다.
QD-LED는 최근 몇 년간 상용화를 위한 진전을 이루었으며, 삼성과 중국의 BOE 등이 풀 컬러 QD-LED 디스플레이 프로토타입을 발표함으로써 QD-LED가 향후 OLED와 경쟁할 수 있는 중요한 기술로 평가되고 있다.
QD 기술은 뛰어난 화질을 구현하며 프리미엄 TV 시장을 선도하고 있다. 또한 높은 양자 효율과 색순도를 이용해 선명하고 생동감 넘치는 화면을 제공하여 미래의 디스플레이 혁신을 이끌 중요한 기술로 자리 잡고 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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