양자점 LED
Sep 02, 2021
1. 퀀텀닷 LED란?
Quantum dot LED는 고효율 발광 무기 나노결정에 유기물이나 LED 칩을 결합해 새로운 구조를 만든 Quantum Dot 유기발광소자입니다. 기존의 유기 인광체와 비교하여 양자점은 조정 가능한 발광 파장(가시광선 및 근적외선 대역 포함), 높은 형광 양자 효율(90% 이상 가능), 작은 입자 크기, 높은 채도 및 저렴한 솔루션 처리, 높은 안정성 및 기타 장점. 빛의 높은 색 순도는 색 영역이 HDTV 표준 색 삼각형을 초과할 수 있도록 한다는 점에 특히 주목할 가치가 있습니다. 따라서 퀀텀닷 기반의 발광 다이오드는 차세대 평판 디스플레이와 조명에 활용될 것으로 기대된다.
양자점의 광전 매개변수 특성화:
1. 광발광 스펙트럼(PL 스펙트럼): 광발광 스펙트럼은 방출된 빛의 파장과 광도 사이의 관계를 반영합니다. PL 스펙트럼에서 발광색의 단색성, 복합 발광의 메커니즘, 양자점의 입자 크기 및 분포 균일성, 고유 발광 피크 파장과 같은 기본 광학 정보를 얻을 수 있습니다. 양자점 광발광 스펙트럼의 반치폭이 좁을수록 양자점의 발광 단색도가 좋아지고 결합하여 발광하는 소자의 결함과 불순물이 적어진다.
2. 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼: 양자점의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼은 양자점이 다른 파장의 빛을 흡수하는 정도를 반영합니다. 양자점의 밴드 갭은 스펙트럼에서 흡수 피크의 위치에서 계산할 수 있습니다. 양자점 흡수 스펙트럼의 첫 번째 흡수 피크와 광발광 스펙트럼의 방출 피크 사이의 이동은 스톡스 이동입니다. Stokes 시프트가 클수록 양자점의 자기 흡수가 약해지고 양자점의 형광 강도가 높아집니다. .
3. 광발광 양자 수율: 양자점 용액의 광발광 양자 수율은 표준 형광 물질(일반적으로 로다민 6G)의 형광 강도와 비교하여 측정한다. 양자점의 높은 양자 수율은 소자의 발광 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있지만 박막에 증착된 순수 핵 양자점의 양자 수율은 용액의 양자 수율보다 10~2000배 낮습니다. 양자점은 또한 형광 자가소광 현상이 있는데, 이는 비방사성 재결합을 위한 비발광성 점으로의 포스터 에너지 전달을 통해 크기 분포가 불균일한 양자점의 여기자(exciton)에 의해 발생합니다.
둘째, 조명 디스플레이에 양자점 LED의 적용 방안
양자점은 발광 피크가 좁고 발광 파장 조절이 가능하며 형광 효율이 높고 채도가 좋아 표시 장치용 발광 재료에 매우 적합합니다. 조명 디스플레이 분야에서 양자점 LED의 적용은 주로 두 가지 측면을 포함합니다. 양자점의 광발광 특성을 기반으로 한 양자점 백라이트 기술(QD-BLU, 즉, 광유도 양자점 백색 LED); NS. 도트 전자발광 특성을 갖는 양자 기반 양자점 발광 다이오드 기술(QLED).
(1) 양자점 백라이트 기술
양자점 백라이트 기술, 즉 광유도 양자점 백색 LED는 양자점의 광발광 특성을 기반으로 한 백라이트 기술이다.
(1) 양자점 백라이트 기술의 기본 원리
양자점 광발광(PL) 원리: 양자점 층은 외부 광원 하에서 에너지를 얻고 전자는 여기된 광자의 에너지를 흡수하여 가전자대에서 전도대로 전이합니다. 전도대의 하단에 있는 전자와 가전자대의 상단에 있는 정공은 대역측 재결합 발광을 생성할 수 있습니다. 전자와 정공의 일부는 비교적 얕은 불순물 준위에 의해 포획되고, 불순물 준위에 의해 포획된 전자와 정공은 직접 재결합하여 발광을 생성할 수 있다. 또는 더 깊은 결함으로 전환합니다. 밴드 에지 방출은 장치 발광의 주요 메커니즘입니다. 결함과 불순물의 결합 발광은 양자점의 발광에 영향을 미칩니다. 순색 광유도 양자점 백색광 LED에는 대략 두 가지 구현 방식이 있습니다.
1. 색상 변환
색 변환 메커니즘은 청색 LED 칩을 녹색 및 적색 양자점과 결합하여 양자점 백색 LED를 준비하는 것입니다. 다양한 색상의 양자점의 전계발광을 적절하게 혼합하여 백색광을 생성하는 색혼합에 비해 백색광을 생성하는 색변환은 LED 칩에서 방출되는 청색광이 양자점에 흡수되어 녹색광과 적색광으로 변환되는 것이다. . RGB 원리는 나머지 청색광과 결합하여 백색광을 형성합니다.
2. 직접 백색광
직접 백색광 메커니즘은 발광층에 한 종류의 발광 양자점이 있다는 것을 의미하며, 이는 자외선 LED 칩에서 방출되는 자외선에 의해 여기되어 하나 이상의 색상의 빛을 방출한 다음 직접 결합하여 백색광을 생성합니다. 백색광을 생성하는 색 혼합 및 색 변환 메커니즘은 여러 색의 빛을 혼합하고 균형을 맞추는 문제를 포함하며 각 색광의 불일치는 백색광 LED의 광 품질에 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 백색광을 직접 방출하는 형광체를 고체 조명에 사용하는 데 사람들이 큰 관심을 가지고 있습니다. 직접 백색광 양자점의 발광은 대부분 표면 결함을 포함하기 때문에 효율이 낮다. 직접 백색광 양자점의 궁극적인 응용을 실현하기 위해서는 발광 효율을 높이는 것이 연구의 핵심입니다.
(2) 양자점 백라이트 기술의 실용화
실제로 양자점 백라이트 기술의 적용은 청색 LED 칩을 양자점 재료와 결합하여 기존 액정 패널의 배경 광원인 백색 LED를 대체하는 것입니다. 생성된 액정 패널은 양자점 LCD라고도 합니다.
액정 디스플레이에서 양자점을 캡슐화하는 세 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는"On-Chip" 청색 LED 칩 위에 퀀텀닷 물질을 직접 올려놓는 방식이다. 두 번째는 얇은 유리관에 양자점을 봉인하는 것입니다. 백라이트 도광판의 LED 광입구 포트에 "On-Edge" 방식을 설치하였습니다. 세 번째 방법은 도광판과 액정패널 사이에 양자점을 끼워 넣은 시트재를 필름 사이에 붙이는 '온에지(On-Edge)' 방식이다. 표면" 방법.
출처: NANOCO, 중국 갤럭시 증권 리서치 부서
1. 미국 3M사와 독일 Nanosys사의 디자인 계획
2012년 3M과 Nanosys는 디스플레이의 색 영역을 크게 확장할 수 있는 양자점 재료로 만든 양자점 후화막(QDEF)을 공동 개발했습니다. 청색 LED와 QDEF를 결합하여 NTSC(National Television Standards Committee)를 쉽게 구현할 수 있습니다. 비율 100%의 넓은 색재현율은 유기 EL과 동일한 색 표현력을 구현하지만, 원래 제품의 표준 색재현율은 NTSC 비율 70%입니다.
QDEF는 직경 3nm와 7nm의 양자점을 박막으로 분산시킨 후 보호막(2층의 산소 차단막)을 통해 양자점을 고정시킨다. 백라이트의 도광판과 LCD 패널 사이에 QDEF를 부착하고(& 'On-Surface&' 방식) 백라이트 소스는 기존 백색 LED를 대체하기 위해 청색 LED를 사용한다. 3nm 퀀텀닷은 청색 LED를 조사하면 청색광을 녹색광으로, 7nm 퀀텀닷은 청색 LED를 조사하면 청색광을 적색광으로 변환하고 필름을 통과한 청색광의 일부와 혼합하여 백색광을 얻는다. . 안정적인 파장 특성을 가진 원래의 백색 LED와 비교하여 청색 LED와 QDEF의 조합은 선명한 피크를 가진 적색, 녹색 및 청색 광원을 생성할 수 있어 LCD의 채도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 기존의 고색 영역 기술과 비교하여 양자점 기술은 CF 필름 두께를 늘리지 않고도 LCD의 색 영역을 30% 증가시킬 수 있습니다. 반면에 백라이트의 밝기를 높이고 에너지를 절약할 수도 있습니다.
출처: Nanosys, 중국 갤럭시 증권 리서치 부서
2. 미국 QDVision사의 디자인 계획
QDVision은 양자점의 원료가 시장 규모가 큰 액정 디스플레이에 사용될 수 있다고 믿고,&'더 선명한 색상&'을 홍보합니다. 양자점 LCD TV. 42인치 TV를 예로 들면 연간 약 100톤의 퀀텀닷 소재가 필요하다. 시장의 급성장에 대응하기 위해 도광판 입구에 퀀텀닷 소재를 설치하는 것이 효과적인 방안(& 'On-Edge& ' 방식) 가이드 플레이트와 LCD 패널. (& 'On-Surface&' 방법) 사이에서 이 방법에 사용되는 양자점 재료의 양은 On-Surface 방법을 사용할 때의 1/50에 불과하며 저렴하고 안정적인 유리관을 사용할 수 있습니다. 양자점 물질을 캡슐화하는 데 사용됩니다. 큰 비용 이점. 또한"On-Chip" LED 칩 표면에 퀀텀닷 소재를 배치하는 방식은 LED의 발열량을 고려하면 연간 생산량을 1만분의 1(10kg/년)까지 줄일 수 있다. 방법이 최선의 선택입니다. 안전한.
소니는 2013년 1월 국제 소비자가전전시회(CES)에서 QDVision의 양자점 광학소재 'ColorIQ'가 탑재된 LCD TV를 시연했다. 이 LCD TV의 이름은 "Triluminos"이며 색재현율 NTSC 비율은 원본보다 70% 높습니다. QDVision& #39;의 퀀텀닷 기술을 이용하여 100%까지 증가시켜 유기EL과 같은 색 표현력을 얻을 수 있습니다.
3. 브리티시 나노코의 디자인 계획
영국의 양자점 재료 공급업체인 Nanoco는 양자점 시장을 전개하기 위해 무카드뮴 기술 분야에서 Dow Chemical과 협력했습니다. 현재'사의 핵심기술인"CFQD" 독성원소인 카드뮴(Cd)을 포함하지 않는 (카드뮴 프리 양자점)은 여전히 연간 몇 킬로그램으로 제한되어 있어 LCD 패널을 중심으로 성장하는 시장을 충족시키기에는 턱없이 부족합니다. 필요. 대규모 생산체제 구축을 위해 다우케미칼과 독점 라이선스 계약을 체결했다. 다우케미칼&의 화학분야 생산능력과 공급망을 활용해 향후 시장 확대에 대비하는 것이 목적이다. 두 파트너가 사용하는 기술은"On-Surface" 필름 사이에 양자점이 끼워진 시트재를 백라이트와 LCD 패널 사이에 붙이는 방식. 퀀텀닷 소재의 안정성과 액정패널에 쉽게 내장되는 특성을 고려하여 On-Surface 방식을 채택하여 시장을 선점하고 있습니다.
(2) 양자점 발광다이오드 기술
양자점 발광다이오드 기술인 QLED 기술은 양자점의 전계발광 특성을 기반으로 한 새로운 형태의 LED 제조기술로, 실제 양자점 발광다이오드이다. 퀀텀닷 기반 백라이트 기술은 본질적으로 퀀텀닷 LCD, 즉 퀀텀닷 플러스 액정패널로, 진정한 의미의 QLED가 아닌 기존 LCD를 개선한 것이다.
(1) QLED 기술의 기본 원리
양자점 전기발광(EL) 원리: QLED 전기발광은 일반적으로 직접 캐리어 주입 재조합, Forster 공명 에너지 전달 또는 이 둘의 조합에 기인합니다. 전자와 정공이 주입된 후 전계발광을 달성하는 두 가지 방법이 있습니다. 전자와 정공은 동일한 양자점에 직접 주입되어 양자점에서 방사선 재결합 발광을 실현합니다. NS. 유기물에 전자와 정공을 주입합니다. 정공은 여기자를 형성한 다음 포스터 공명 에너지 전달의 형태로 양자점에 에너지를 전달합니다. 양자점에서 전자-정공 쌍인 여기자가 생성되고, 최종적으로 전자-정공 쌍이 재결합하여 광자를 방출한다. 이 두 가지 접근 방식이 동시에 존재하므로 QLED의 발광 효율을 극대화할 수 있습니다.
(2) QLED의 4가지 기본 구조 유형
1994년 전기 구동 QLED가 발명된 이후로 소자는 4가지 구조적 발전과 변화를 겪었고 밝기와 외부 양자 효율이 크게 향상되었다.
1. TypeI: 폴리머를 전하 수송층으로 사용
이 구조는 폴리머를 캐리어 수송층으로 사용하며 최초의 QLED 소자 구조입니다. 전형적인 소자 구조는 CdSe 순수 핵 양자점과 고분자 이중층 또는 두 전극 사이에 끼워진 이 둘의 혼합물로 구성됩니다. 이 구조는 낮은 양자 수율을 갖는 순수 코어 CdSe를 사용하며 폴리머에 명백한 전기발광 기생이 있으므로 장치는 외부 양자 효율(EOE)이 낮고 최대 밝기가 더 작습니다.
2. TypeII: 유기 소분자를 전하 수송층으로 사용
2002년 Coe et al. 유기 소분자 물질을 캐리어 수송층으로 사용하여 단일층 양자점과 이중층 OLED를 결합한 Type II QLED 소자 구조를 제안했습니다. 이 구조는 OLED 기반의 단일층 quantum dot 층을 추가하여 유기층을 통한 캐리어 수송 공정과 발광 공정을 분리할 수 있어 OLED의 외부 양자 효율을 향상시킨다.
OLED 구조와 퀀텀닷의 단일 레이어를 결합하면 사람들이 QLED의 효율성을 개선할 수 있다는 희망을 볼 수 있습니다. 이 구조화된 소자는 OLED의 모든 장점을 가질 뿐만 아니라 소자의 스펙트럼 순도를 향상시키고 발광 색상의 조정을 실현할 수 있습니다. 그러나 유기층을 사용하면 공기 중에서 소자의 안정성이 저하된다. 기존 OLED와 마찬가지로 이 구조의 QLED는 패키징해야 하므로 생산 비용이 증가하고 유연성이 제한됩니다. 또한, 유기 반도체 재료 자체의 절연은 소자의 전류 밀도의 추가 최적화를 제한하며, 이는 차례로 소자의 발광 휘도를 제한하고 유기 반도체 재료의 넓은 발광 스펙트럼은 그렇지 않습니다. 장치의 색 순도를 최적화하는 데 도움이 됩니다.
3. TypeIII: 모든 무기 캐리어 수송층
TypeII 구조 유형과 비교하여 이 구조 유형은 유기 캐리어 수송층을 무기 캐리어 수송층으로 대체합니다. 이것은 공기 중에서 장치의 안정성을 크게 향상시키고 장치가 더 높은 전류 밀도를 견딜 수 있도록 합니다. Carugeet al. 스퍼터링 방법을 사용하여 아연 주석 산화물과 니켈 산화물을 전자 및 정공 수송 층으로 각각 사용하여 완전 무기 QLED를 제조했습니다. 소자가 견딜 수 있는 최대 전류 밀도는 4Acm-2에 달하지만 외부 양자 효율은 0.1% 미만이다. 낮은 소자 효율은 산화물 층의 스퍼터링 시 양자점의 파괴, 캐리어 주입의 불균형, 양자점이 전도성 금속 산화물로 둘러싸여 있을 때 발생하는 양자점 형광의 소광에 기인한다.
4. TypeIV: 유기 정공 수송층과 무기 전자 수송층을 혼합
TypeIV 구조 유형은 유기 및 무기 혼합 캐리어 수송층을 사용하여 QLED 장치를 만듭니다. 구조는 일반적으로 전자 수송층으로 N형 무기 금속 산화물 반도체를 사용하고 정공 수송층으로 P형 유기 반도체를 사용합니다. 하이브리드 구조의 QLED는 높은 외부 양자 효율과 높은 휘도를 동시에 갖는다. 그 중 Qian et al. 외부 양자 효율은 1.7%, 1.8%, 0.22%이고 최대 밝기는 31000cdm-2, 68000cdm-2, 4200cdm-2 적색, 녹색, 청색 혼합 구조 QLED라고 보고했다.
최근에는 Type IV 하이브리드 구조를 이용한 4인치 QD-LED 컬러 디스플레이가 개발되고 있다. 미세 접촉 인쇄 기술을 사용하여 용해된 QLED 컬러 디스플레이의 해상도는 1000ppi(픽셀 크기는 25μm)에 이릅니다.
TypeII 구조 유형과 비교하여 TypeIII 및 TypeIV 구조 유형에 사용되는 양자점 필름 두께는 50nm까지 단일층을 초과합니다. 따라서 TypeIV 구조 유형의 작동 메커니즘은 Forster 에너지 전달 메커니즘보다 캐리어 주입 메커니즘에 중점을 둡니다.
(3) QLED 소자의 제조방법
QLED 소자의 제조방법에서 이미 검증된 제조기술로는 상분리 기술, 잉크젯 기술, 전사 기술 등이 있다.
1. 상분리 기술
상 분리 기술은 대면적의 정렬된 콜로이드 단층 양자점을 잘 제조할 수 있습니다. 양자점 필름은 유기 방향족 물질과 지방족 물질의 양자점 혼합 용액으로부터 스핀 코팅법을 이용하여 제조할 수 있다. 용매 건조 과정에서 두 개의 서로 다른 물질이 분리되어 유기 반도체 표면에 원하는 단일층 양자점을 형성합니다. 이 방법은 신뢰할 수 있고 유연하며 좋은 반복성과 함께 동시에 정밀하게 제어할 수 있습니다. 용액 농도, 용액 비율, 양자점 크기 분포 및 양자점 모양은 모두 필름의 구조에 영향을 미칩니다. 이러한 요소를 잘 제어하면 고효율 및 높은 채도의 QLED를 얻을 수 있습니다. 그러나 이 방법은 스핀 코팅을 사용하기 때문에 단색 디스플레이 화면만 만들 수 있습니다.
2. 잉크젯 기술
풀 컬러 디스플레이의 경우 재료 및 장치 구조에 대한 추가 요구 사항 없이 단일 레이어 양자점 패턴을 생성할 수 있는 준비 프로세스를 찾을 수 있기를 바랍니다. 잉크젯 공정은 이러한 조건을 충족하는 준비 기술입니다. 잉크젯 기술은 마이크론 수준의 인쇄 노즐을 사용하여 준비된&'잉크&'를 분사하는 것입니다. 특별한 기능으로
패터닝된 ITO 기판 위에 픽셀 유닛이 형성된다. 스프레이 방식을 사용하면 주문형 분배의 양과 위치를 정확하게 제어할 수 있어 생산 비용을 절감할 수 있으며 대면적 및 대형 디스플레이를 실현할 수 있습니다.
3. 기술이전
전사 기술은 실리콘 판에 퀀텀닷 용액을 먼저 코팅한 후 증발시킨 후, 돌출된 부분을 퀀텀닷 층으로 눌러 표면층을 제거하고 유리기판이나 플라스틱 기판에 전사하는 기술이다. 이 프로세스는 기판으로의 가장 하위 지점 전송을 달성합니다.
(4) 현재 QLED의 주요 문제점
1. 준비 비용
QLED 소자의 제조 비용은 크게 원자재 비용과 이러한 재료를 가공하는 제조 비용으로 나눌 수 있습니다. QLED는 현재 잉크젯 및 미세 접촉 인쇄, 열 증착 정량화 및 스퍼터링 등과 같은 유사한 툴박스 박막 공정 기술을 사용하기 때문에 QLED가 구조 및 제조 기술 측면에서 OLED보다 훨씬 저렴하지만 높은 비용이 필요합니다. - 수요 제조 환경. 상용화까지는 아직 거리가 있다.
2. 수명
현재 QLED 기기의 최저 영상 밝기(100cd/m2) 수명은 100~1000시간에 불과해 디스플레이가 요구하는 수명(1만시간 이상)보다 훨씬 짧다. 현재 심도 있는 이론적 연구가 부족하기 때문에 장치의 짧은 수명을 유발하는 많은 요인이 있을 수 있습니다. QLED 소자가 OLED를 기반으로 어느 정도 진화함에 따라 QLED의 전하 수송층인 유기물 고유의 불안정성이 소자 수명이 짧은 이유일 수 있다. 이를 바탕으로 소자 내 유기물의 안정성을 향상시키는 것이 QLED의 수명을 늘리는 연구 방향이 되었다.
셋째, 퀀텀닷 LED 적용
양자점 LED는 주로 두 가지 응용 방향이 있습니다. 하나는 양자점 백라이트 기술을 사용하는 양자점 LCD이고 다른 하나는 양자점 발광 다이오드 QLED입니다. 이 두 가지 응용 방향에서 양자점 LCD의 응용은 비교적 간단하고 성숙했으며 QLED는 여전히 지속적으로 개발 및 개선되는 동안 많은 제품이 등장했습니다.
(1) 퀀텀닷 LED의 응용 장점
퀀텀닷 LED는 퀀텀닷 소재를 사용하기 때문에 자연스럽게 유기 형광체에 비해 장점이 많다.
(2) 양자점 LED 응용 개발 개요
(1) 2010년
LG는 SID 국제 디스플레이 정보 컨퍼런스에서 새로운 유형의 패널을 시연했습니다. 패널은 배경 광원으로 양자점 LED를 사용합니다. LCD 패널의 색 순도가 더욱 향상되어 패널의 표시 색 영역이 30% 확장됩니다.
(2) 2011
첨단 소재 개발업체인 NanoPhotonica는 양자점 LED 디스플레이 기술에서 중대하고 실현 가능한 돌파구를 마련했으며, 이는 곧 디스플레이의 대량 생산에 사용될 것입니다. NanoPhotonica-QLED 기술로 제작된 디스플레이는 더 나은 화질을 제공하는 동시에 소비 전력은 30%, 가격은 75%, 수명은 2배가 됩니다. 다양한 용도로 사용되며 다양한 크기의 디스플레이에 사용할 수 있습니다. 광범위한 사용 뒤에는 진공 증발이 필요하지 않은 비용 효율적인 잉크젯 인쇄 기술이 있습니다.
삼성전자는 유기층과 무기층을 양자점 발광층의 전자와 정공수송층으로 각각 사용하여 양자점 발광소자를 제작하고 있다. 삼성전자는 퀀텀닷 필름을 전사 방식으로 패터닝해 4인치 풀컬러 능동형 QLED 표시장치 시제품을 제작했다.
QDVision은 SID에서 4인치 풀 컬러 양자점 LED 디스플레이를 시연했습니다. 디스플레이의 화질과 효율은 기존 OLED 수준에 이르렀다. QDVision은 3~5년 내에 퀀텀닷 LED 디스플레이의 양산을 달성할 것으로 기대하고 있습니다.
Nanosys는 2011년 SID에서 양자점 향상 필름 QDEF 기술을 시연했습니다. 이 기술은 LCD 디스플레이의 백라이트 유닛과 디스플레이 모듈 사이에 양자점 향상 필름을 추가하여 기존 LCD 디스플레이의 색재현율을 50%까지 높일 수 있습니다. %, OLED로 색 영역 수준에 도달합니다.
2011년, 나노시스는 청색 LED 여기 양자점 발광 필름을 배경 광원으로 사용하여 색재현율 80% NTSC의 47인치 Full HD LCD TV를 개발했습니다.
(3) 2013
2013년 6월 Sony는 백라이트에 양자점 기술을 사용하는 고급형 LCD TV 모델을 출시했습니다. 같은 해 10월 아마존은 LCD 백라이트에 양자점을 사용하는 태블릿 컴퓨터를 출시했다.
(4) 2014
지난 4월 미국을 대표하는 글로벌 테크놀로지 브랜드 뷰소닉(ViewSonic)의 VX2457sml은 퀀텀닷 기술을 대표하는 제품이다. 퀀텀닷 디스플레이 기술로 표시 가능한 색상 수를 더욱 늘릴 수 있으며, 패널의 디스플레이 색재현율을 99% AdobeRGB까지 높일 수 있으며, LCD 패널의 색순도도 크게 향상되었으며, 이미지 품질이 향상되어 사용자에게 전문적이고 매우 사실적인 컬러 디스플레이를 제공합니다.
지난 9월 삼성전자, LGE, TCL은 모두 퀀텀닷 백라이트 기술을 적용한 LCD TV를 베를린에서 열린 IFA(International Consumer Electronics Show)에서 처음으로 선보였다. 이 중 삼성전자는 내년 1분기 QDLCD TV를 양산한다. SDC는 Opencell을 제공합니다. 첫 번째 제품 배치는 55인치와 66인치로 초고가 시장에 포지셔닝될 예정이다.
TCL은 색재현율 105%의 Huaxing 55인치 UHD 패널과 3MQDEF를 사용할 예정이며 이르면 2014년 말 양산할 예정이다. LG전자도 QDvision과 협력해 퀀텀닷 백라이트 기술과 QDLCD TV를 출시할 계획이지만 2015년 제품 전략은 여전히 OLED 제품에 집중할 것입니다. 소니는 55인치 이상의 QDLCD TV 제품도 출시할 계획이다.
2014년 초, 미국 특허청은&'이색 필터가 있는 Quantum Dot Enhanced Display&'라는 특허를 승인했습니다. 이 특허는 양자점 기술과 이 기술이 iPhone과 같은 모바일 장치에 어떻게 적용되는지 자세히 설명합니다.
(5) 2015
삼성은 새로운"SUHDTV" CES2015 Electronics Show에서 시리즈를 선보이며 일반 UHD(Ultra HD) TV와 다른 밝기, 색재현, 디테일 표현의 장점을 부각시켰습니다. 그러나 본질적으로 SUHD도 퀀텀닷 기술을 기반으로 하지만 삼성은 나노결정과 영상처리 엔진을 최적화해 기존 4KLED 백라이트 TV보다 더 좋아 보인다.
CES2015에서 TCL그룹도 이번 전시회에서 신제품 프로모션 컨퍼런스를 열고 2015 미국 CES 전시회의 하이라이트가 된 중국& #39;#39;첫 북미 시장용 퀀텀닷 TV H9700을 출시했다. .
(6) 2016
2016 IFA 전시회에서 삼성은 다양한 새로운 대형 TV를 선보였습니다. SUHD 기반 퀀텀닷 TV가 하늘의 절반을 차지한 것은 당연하고, 43~88인치를 커버하는 19개의 새로운 퀀텀닷 TV와 삼성전자도 최초의 퀀텀닷 커브드 게이밍 디스플레이를 출시했다.
9월 TCL은 중요한 가을 제품 라인을 출시하여 고급 하위 브랜드"Chuangyi" (영문명& quot;Xess& ”)) 및 퀀텀닷 TV X2가 주요 주력 제품으로 사용되는 퀀텀닷 TV, 태블릿 컴퓨터, 휴대폰 및 기타 단말 제품들이 공식적으로 정식 출시될 예정이다. 3개월 만에 시장에 출시했다.
(3) Quantum dot LED 응용 시장 분석
퀀텀닷 LED의 응용 시장은 QLED와 퀀텀닷 LCD로 나뉜다. QLED의 상용화가 충분히 성숙하지 않았기 때문에 현재의 퀀텀닷 LED 응용 시장은 기본적으로 퀀텀닷 LCD가 점유하고 있다.
(1) 글로벌 QLED 애플리케이션 시장 전망
지금은 모두의 눈이 퀀텀닷 LCD에 쏠려 있지만, QLED는 진정한 퀀텀닷 발광다이오드로, 차세대 OLED 디스플레이 기술이 될 것으로 기대된다. IDTechExResearch의 미래 예측에 따르면 QLED의 시장 규모는 2026년까지 112억 달러에 달할 수 있으며 디스플레이 분야의 시장 규모는 96억 달러로 약 85%를 차지합니다.
그림 26: QLED 애플리케이션 시장 규모 예측
(2) 글로벌 퀀텀닷 LCD 애플리케이션 시장 전망
양자점 디스플레이 기술은 1990년대부터 존재했지만 최근에야 TV 시장에서 대중화되었습니다. LCD 패널은 수십 년 동안 개발되었으며 주요 개선 사항은 백라이트 기술의 개발에 있습니다. LED 백라이트는 이제 주류가 되었으며 기존의 냉음극 형광등 백라이트보다 더 나은 디스플레이 효과를 제공합니다. 그러나 분명히 LED 백라이트는 만병 통치약이 아닙니다. 이른바"WhiteLED" 매우 넓은 스펙트럼을 가지고 있습니다. 따라서 보다 채도가 높은 빨강, 초록, 파랑을 표현하기 위해서는 보다 정밀한 디밍 기술이 필요하며, 병목 현상도 있다. 자발광 OLED는 색재현 효과가 더 좋지만 비용이 매우 높고 시장 수용도가 낮고 대규모로 양산하는 것은 매우 비현실적이다. 양자점은 액정 디스플레이 기술에서 보다 효율적인 디스플레이 기술입니다. 양자점은 순수한 청색 광원을 적색과 녹색으로 변환하고 색상 캐스트를 억제하며 세 가지 기본 색상의 보다 균형 잡힌 출력을 얻을 수 있습니다. 동시에 소비 전력과 비용도 OLED보다 낮습니다. 퀀텀닷 기술이 더 높은 에너지 효율성과 색상 성능을 제공하는 동시에 비용을 절감할 수 있다는 점을 고려할 때 퀀텀닷 LCD는 곧 하이엔드 TV 시장에서 가장 인기 있는 선택이 될 수 있습니다.
2015년 퀀텀닷 LCD의 시장 규모는 7,760만 달러에서 2020년에는 4억 7,700만 달러로 전년 대비 515% 성장할 것으로 예상된다. 퀀텀닷 LCD의 시장 규모는 향후 5년 간 폭발적인 성장을 보이며 잠재력이 크다는 것을 알 수 있다.
그림 27: Quantum LCD 시장 규모 전망
Quantum dot LCD에는 On-Surface, On-Edge 및 On-Chip의 세 가지 패키징 형태가 있습니다. 현재 처음 두 가지 방법이 퀀텀닷 LCD의 주요 패키징 형태입니다. 2015년 On-Surface 형태와 On-Edge 형태로 패키징된 Quantum Dot LCD의 시장 규모는 각각 US$6,950만, US$810만였으며, 2020년까지 시장 규모는 US$425.4백만, US$16.1백만으로 예상되며, 각기. On-Surface 형식의 시장 규모는 해마다 증가하고 있으며, 2018년 On-Edge 형식의 시장 규모는 2,020만 달러에 이를 것으로 예상되며, 이후 하향세를 보일 것으로 예상됩니다. On-Chip 형식으로 패키징된 퀀텀 LCD는 2018년 700만 달러의 시장 규모를, 2020년에는 3570달러에 이를 것으로 예상되며, 이는 On-Edge 형식 패키지의 시장 규모를 넘어설 것으로 예상됩니다. 표면 패키징은 양자점 LCD의 주류 선택입니다. 2015년 시장 점유율은 89.6%였으며, 2020년에는 89.1%를 차지할 것으로 예상된다.
양자 LCD는 우수한 성능으로 인해 텔레비전 디스플레이(TV), 모니터링 디스플레이(모니터), 노트북 컴퓨터 디스플레이(노트북), 태블릿 컴퓨터 디스플레이(태블릿) 및 휴대폰 디스플레이(스마트폰)에 널리 사용될 것입니다. 2015년 TV, 모니터, 태블릿의 시장 규모는 각각 7,350만 달러, 350만 달러, 50만 달러였으며 출하량은 각각 140만대, 40만대, 10만대였다. 시장 규모는 2020년까지 각각 4130만달러, 2420만달러, 1930만달러로 출하량은 2450만개, 320만개, 470만개였다. 2016년 노트북 시장 규모는 70만 달러, 출하량은 10만대였다. 2020년까지 시장 규모는 400만 달러, 출하량은 800,000개로 추산됩니다. 2018년 스마트폰 시장 규모는 110만 달러, 출하량은 50만대였다. 2020년까지 시장 규모는 1,350만 달러, 출하량은 740만대로 추산됩니다. Quantum dot TV는 Quantum dot LCD의 주요 응용 분야로 2015년 전체 시장의 약 94.8%를 차지하며, 2020년에는 약 87.2%를 차지할 것으로 예상됩니다.
그림 31: 퀀텀닷 LCD 애플리케이션의 출하량 예측
향후 5년 동안 양자점 TV는 양자점 LCD 애플리케이션 시장의 대부분을 차지할 것입니다. 2015년 40~49인치 퀀텀닷 TV 출하량은 10만대, 50~59인치는 80만대, 60~69인치는 출하됐다. 인치는 40만개이며, 2020년까지 출하량은 각각 830만개, 1190만개, 390만개에 이를 것으로 예상된다. 70인치 이상 퀀텀닷 TV 출하량은 2017년 10만대, 2020년 40만대에 이를 것으로 추정된다. 40~60인치는 퀀텀닷 TV의 주류 수요로 2015년 전체 출하량의 69.2%, 82.5%를 차지한다. 반면 70인치 이상 수요는 적습니다.
그림 33: 다양한 크기의 퀀텀닷 TV 출하량 예측
4. 글로벌 퀀텀닷 주요 제조사
현재 기업, 대학, 연구기관 등 전 세계적으로 약 60여 개 기업이 양자점 연구를 수행하고 있다. 그 중 세계 3대 양자점 소재 제조사인 영국 Nanoco, 미국 QDVision 독일의 Nanosys와 Nanosys는 점차적으로 3족 상황을 형성하고 있으며 이 세 회사는 거의 시장을 분할하고 있으며 Hangzhou Nanojing Technology Co., Ltd.는 양자점 기술 연구 및 개발 능력을 갖춘 유일한 국내 기업입니다.
(1) 해외 주요 양자점 기업
(1) 영국 나노코
British Nanoco는 2001년에 설립되었으며 시장 위치는 환경 친화적인 CFQD(카드뮴 없는 양자점) 제조업체 및 공급업체입니다. 2014년 미국 다우케미칼과 협력해 무카드뮴(Cd) 양자점을 이용한 액정표시장치를 시연했다. 6월 2일"On-Surface" 패키지 형식이지만 응용 제품에 대한 공개 보고서는 없습니다. 또한 삼성이 곧 양산할 퀀텀닷 백라이트 소재는 주로 나노코와 다우케미칼에서 나온다. 회사'의 현재 시가총액은 1억 9,600만 달러입니다.
Nanoco& #39;의 2015년 영업이익과 순이익은 각각 320만 달러와 1290만 달러였다. 6년 연속 순이익은 마이너스 성장을 이어가며 적자를 냈다. 2015년 영업 이익은 로열티 및 라이선스 수입, 양자점 재료 및 기술 서비스의 세 부분에서 나왔고 이 중 양자점 재료는 영업 이익의 21.9%를 차지했습니다.
Nanoco 양자점 재료 사업 개요:
1. 백라이트 디스플레이: CFQD는 디스플레이 색 영역을 크게 증가(30% 증가)하여 이미지를 보다 생생하게 만들고 색상을 더 아름답게 만들 수 있으며 기존 LCD 및 LED 디스플레이 프로세스 모드를 변경할 필요가 없으며 비용 제조사에서 인정하는 대부분의 LCD(LED)에서 사용이 용이합니다. 적용 방향: 휴대폰 패널, 태블릿 컴퓨터, 컴퓨터 디스플레이, TV 등
2. 조명: CFQD의 크기를 제어하여 조명의 색온도 및 연색 지수를 정확하게 조정할 수 있으므로 조명에 대한 고객의 개별 요구를 충족시킬 수 있습니다. 또한, CFQD의 광전변환 효율이 더 우수하기 때문에 LED 광원의 사용을 줄여 더 많은 에너지 절약 목적을 달성할 수 있습니다. 적용방향 : LED패키징, LED조명기기, LED램프, LED조명제품 등
3. 박막 태양에너지: 나노코에서 생산하는 나노입자(CIGS)는 광전변환효율이 매우 우수합니다. 기존의 공정 방식과 달리 나노 입자는 용액 방식으로 박막 태양 전지를 생산하는 데 사용할 수 있으며 재료 활용률은 90%에 도달하여 현재의 증발 방식 및 스퍼터링보다 훨씬 높습니다.
촬영 방법
4. 생물의학: 수용성 CFQD 및 기능성 CFQD, 적용 방향: 생체영상, 생체내 및 시험관내 생체내 진단.
(2) 미국 QDVision
미국 QDVision은 양자점 디스플레이 기술의 아버지인 Moungi Bawendi를 비롯한 세계적으로 유명한 MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 연구원들이 2004년에 설립했습니다. 250개 이상의 특허와 출원 중인 특허를 보유하고 있을 뿐만 아니라 미국에서도 승인을 받았습니다. 그 유명한"대통령 녹색화학상& quot; 환경 보호국에서 발행한. 2009년 미국 넥서스 라이팅과 협력하여 양자점 광원 상용 출시&따옴표; 포장 방법. QDVision은 양자점 광학 부품의 월 생산량이 100만 개에 달할 수 있다고 주장합니다.
QDVision은 양자점 디스플레이 기술 분야의 리더입니다. ColorIQ 양자점 디스플레이 기술은 디스플레이가&'전체 색역&'을 출력할 수 있도록 하는 고유한 구성 요소 솔루션을 제공합니다. 그림 물감. 2013년부터 이 회사는 백만 대 이상의 ColorIQ 광학 장치를 판매했으며 TCL, Hisense, Philips 및 Konka를 비롯한 TV 및 디스플레이 시장의 브랜드와 계속 협력하고 있습니다. ColorIQ 기술을 사용하는 양자점 TV 및 디스플레이는 중국, 일본 및 유럽에 등록되어 있습니다.
ColorIQ 양자점 디스플레이 기술은 QDVision이 개발한 첨단 발광 반도체 기술입니다. 관련 제품은 매우 순수하고 포화된 좁은 대역폭의 적색, 녹색 및 청색광을 방출할 수 있는 양자점 재료로 만들어집니다. ColorIQ 광학 부품과 고객의 디스플레이 기술의 통합을 통해 LCD TV는 더 넓은 색 영역과 100% NTSC 표준을 달성할 수 있습니다. 적용방향 : 대형 LCD TV, PC, 워크스테이션 모니터, 스마트폰, 조명분야 등
(3) 독일 나노시스
German Nanosys는 2001년에 설립되었으며 양자점 디스플레이 기술의 선두주자 중 하나입니다. 이 회사는 300개 이상의 퀀텀닷 디스플레이 관련 특허를 보유하고 있습니다. 2012년에는 3M과 협력하여 양자점 후막(QDEF) 기술을 개발했습니다. , QDEF 기술을 사용하면 NTSC의 70%에서 100%로 색재현율을 확장할 수 있을 뿐만 아니라 백라이트 전력에 대한 LCD 패널의 밝기 비율로 표현되는 발광 효율을 약 50%까지 높일 수 있습니다."On-Surface" 패키지 양식.
나노시스의 양자점 소재 사업은 주로 양자점 농축액과 QDEF 기술을 포함한다. 현재 연간 생산량 25톤, 60인치 퀀텀닷 TV 600만대를 공급하는 세계 최대 퀀텀닷 농축액 생산기지를 보유하고 있다.
서브 도트 재료의 능력으로 퀀텀 닷 파이프와 같은 일련의 새로운 퀀텀 도트 제품은 2015년 이후에 출시될 예정입니다. 이 회사는 3M, Samsung, 샤프와 LG, 그 제품들은 태블릿 컴퓨터, TV, 스마트폰 등에 널리 사용되고 있습니다.
(2) 국내 주요 퀀텀닷 기업
(1) 항저우 나징 기술 유한 회사
Najing Technology는 2009년 8월에 설립되었습니다. 양자점 반도체 신소재를 핵심 기술로 하는 국가 첨단 기술 기업입니다. 주요 사업은 양자점 신소재의 연구, 제조 및 응용 기술과 제품 개발입니다. 도트소재& #39;의 디자인, 합성, 표면개질은 세계 최고의 위치에 있으며 국내 기업으로는 유일하게 New Third Board에 등재되어 있습니다. 강력한 과학 연구 능력을 가지고 있으며 현재 시장 가치는 16.3억 위안입니다.
2015년 Najing Technology의 영업 이익과 순이익은 각각 731만 위안과 -490만 위안이었습니다. 4년 연속 순이익은 적자였지만 최근 3년 동안 적자는 줄어들고 있다.'회사의 퀀텀닷 소재와 그 응용 분야는 시장 도입 및 검증 단계에 있습니다. 대체할 수 없는 기술경쟁력과 양자관을 비롯한 응용제품의 양산이 시작됐지만 객관적인 영업이익이 나오기까지는 적자가 지속되고 있다. 운영 위험. 2015년 영업 이익은 조명 제품, 반도체 발광 재료, 기술 서비스, 생물 제품 및 디스플레이 제품의 5개 부분에서 발생했습니다. 영업이익은 각각 56.8%, 26.2%, 11.4%, 4.7%, 1%를 차지했다. 디스플레이 제품 비율이 작습니다.
Najing Technology'의 주요 사업 개요:
1. 양자점 재료: 발광 소자, 태양 전지, 촉매 작용, 바이오마커 및 바이오 의약에 널리 사용되는 카드뮴 함유 양자점 시약, 카드뮴이 없는 양자점 시약, 금속 나노결정 및 산화물 나노결정의 4가지 제품 시스템으로 나뉩니다. 다른 분야의 기초 연구 및 응용 개발.
2. ColorIn 양자점 디스플레이 기술: TV, 모니터, 휴대폰 등 단말 제품에 널리 사용되는 양자점 광변환소자(Q-LCD)와 양자점 광변환 필름(QLCF) 등의 제품을 생산한다.
3. QLED: OLED 인쇄 및 디스플레이 프로젝트 연구 센터가 설립되었으며 QLED 인쇄 및 디스플레이 기술의 산업 발전이 활발히 추진되고 있습니다.
4. 생물의학: 생명 과학 분야에서 양자점의 응용 및 홍보를 전담하는 100% 자회사인 Beijing Najing Biotechnology Co., Ltd.를 설립했습니다. 제품에는 양자점 마커, 양자점 라벨링 키트, 양자점 빠른 검사 플랫폼 등이 포함됩니다.
5. 나노 크리스탈 자연광: 미국의 CREE 글로벌 공인 원격 여기 기술과 결합된 독점적인 양자점 나노 크리스탈을 사용하여 자연광 스펙트럼 시뮬레이션 기술을 기반으로 하는 3D 실리콘 구형 마스크 발광 소자가 개발되어 더 많이 중첩됩니다. 자연광 및 건강한 가시 스펙트럼 영역의 95% 이상. 자연광에 가장 가까운 인공 광원입니다.
