퀀텀 닷 원리 | Qled, Qned, Qd-Oled… 왜 다들 Quantum Dot에 집착할까요? 모든 답변

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QLEDs(양자점 전계발광소자, Quantum dot Light-Emitting Diodes)는 양자점에 전자(음전하)와 정공(양전하)을 직접 주입해 빛을 내는 디스플레이로, 색순도, 전력소모, 밝기 특성이 우수해 차세대 평판 디스플레이 기술로 주목받고 있다.

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요즘 LCD는 물론이고 내년에 새로 출시될 예정이라는 삼성의 OLED도 QD-OLED라고 기술을 명명했습니다. 잠잠하던 LG도 QNED라는 이름을 가진 TV를 판매하고 있습니다. Quantum Dot은 하도 들어서 우리에게 익숙하긴 하지만 대체 무엇 때문에 그 단어에 집착들을 할까요? 그것의 의미에 대하여 오늘 알아보겠습니다.
#퀀텀닷 #QLED #QNED

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QLED란? 퀀텀닷, Quantum Dot (양자점) 구조와 원리

퀀텀닷은 동일한 물질인데도 빛을 비추거나 전류를 공급했을때 입자의 크기에 따라 나타내는 색이 달라진다는 점입니다. 입자의 크기가 작으면 짧은 파장 …

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Date Published: 3/24/2022

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퀀텀닷(Quantum dot:양자점), QLED의 원리와 정의 간단 리뷰

원리는 양쪽 전극에서 전자와 정공의 형태로 전기적 에너지가 주입되어, 이때 전자를 많이 가진 음플라론이, 전자를 적게 가진 양폴라론으로 여기상태의 …

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Source: washere.tistory.com

Date Published: 10/2/2021

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양자점 – 나무위키:대문

그래서 일반적으로 반도체 나노결정 입자를 양자점, 또는 퀀텀닷이라고 한다. … 더 정확히 말하자면 고체 결정 내에서는 파울리의 배타원리에 따라 …

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Source: namu.wiki

Date Published: 7/28/2022

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퀀텀닷 디스플레이 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전

퀀텀닷 디스플레이(quantum dot display)는 퀀텀닷(QD)이나 반도체 나노 결정을 디스플레이 제조에 사용한 것을 일컫는다. 목차. 1 동작 원리. 1.1 퀀텀닷의 …

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Source: ko.wikipedia.org

Date Published: 12/25/2021

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양자점과 응용기술

드 예일대 교수가 퀀텀닷 (quantum dot, QD)이라는 이 … The quantum dot is a particle of matter … 작원리가 동일하므로 OLED에서 개발된 중복되는 층 (전.

+ 여기에 표시

Source: www.kvs.or.kr

Date Published: 12/4/2021

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QLED 기술은 무엇인가 – 동아사이언스

지금의 QLED는 파란색 발광원을 뒤에 둔 후 앞에 적색 퀀텀닷과 초록색 퀀텀닷 컬러필터를 부착하는 방식이다. 붉은색과 녹색은 푸른색 광원을 흡수해 …

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Source: www.dongascience.com

Date Published: 11/14/2021

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QLED(퀀텀닷, 양자점 디스플레이)의 구현 방식과 QD(퀀텀닷)의 …

QLED는 과연 어떤 원리를 이용해서 빛을 내는 것일까요? 먼저 QD(퀀텀닷)의 입자 크기가 매우 작기 때문에 양자구속효과는 관찰할 수 있는 불연속 …

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Source: yeji1214.tistory.com

Date Published: 5/29/2021

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QLED, QNED, QD-OLED... 왜 다들 Quantum Dot에 집착할까요?
QLED, QNED, QD-OLED… 왜 다들 Quantum Dot에 집착할까요?

주제에 대한 기사 평가 퀀텀 닷 원리

  • Author: Tech Trip
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  • Date Published: 2021. 9. 8.
  • Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=ptq_fz4IOhY

QLED의 저전력 구동 원리 규명

양자점 전계발광소자의 구동 특성과 에너지 준위 (자료=한국과학기술원 이현준 박사과정)

[산업일보]천연색의 순도를 실감나게 재현할 차세대 발광소재로 주목받는 양자점(퀀텀닷, Quantum Dot) 표면의 결함이 오히려 발광 성능 향상의 실마리가 된다는 연구결과가 나왔다. 이에 따라 고해상도·장수명 디스플레이 구현을 앞당길 것으로 기대된다.양자점은 머리카락 두께의 약 1/10,000 크기의 반도체 결정 물질. 크기를 바꿔 순도 높은 색상을 손쉽게 구현할 수 있다.한국연구재단은 임재훈 교수(성균관대학교), 이도창 교수(한국과학기술원) 공동 연구팀(이현준, 제 1저자)이 QLED의 무장벽(無障壁) 전하주입 현상의 원리를 규명했다고 19일 밝혔다.QLEDs(양자점 전계발광소자, Quantum dot Light-Emitting Diodes)는 양자점에 전자(음전하)와 정공(양전하)을 직접 주입해 빛을 내는 디스플레이로, 색순도, 전력소모, 밝기 특성이 우수해 차세대 평판 디스플레이 기술로 주목받고 있다. 다만, 효율과 수명 향상이 상용화 과제로 남은 상황이었다.기존에는 각 전극을 통해 주입된 전자와 정공이 가운데 양자점에서 만나 발광하는 QLED에서 양자점 주변 전기전도층이 전자와 정공의 흐름(주입)을 방해하는 장벽으로 작용한다고 알려져 있었다.때문에 적색 QLED는 가시광선(적색)에 해당하는 에너지인 2V를 초과하는 구동전압이 필요하다는 것이 정설이었다.그런데 연구팀은 일부 양자점에서 전하 주입 장벽의 존재에도 불구하고 2V보다 낮은 1.5V 전압으로도 빛을 내는 것을 알아냈다. 구동전압이 낮을수록 소자작동에 필요한 에너지가 줄어들기에 상용화에 유리하기 때문이다.또한 이 과정에서 양자점 표면 결함이 양자점을 중심으로 배열된 서로 다른 소재간 에너지 준위 재정렬을 유도해 전하 주입 장벽을 어느 정도 상쇄할 수 있는 디딤돌로 작용한다는 것을 밝혀냈다.양자점을 둘러싼 전기전도층의 전자가 양자점 표면의 결함으로 이동해 내부 전기장을 형성함으로써 소자 내 각 층간 에너지 준위 차이를 좁혀 전하의 이동을 원활하게 한다는 것이다.연구팀은 이번 연구결과를 양자점 전계발광소자의 효율 및 수명 향상을 위한 소자구조 설계, 양자점 발광체 개선, 신규 전하전달층 기술 개발에 활용해 차세대 양자점 디스플레이를 실용화하는데 일조할 것으로 기대했다.또한, 디스플레이 소자 뿐만 아니라 나노결정 기반의 다양한 광전소자, 스마트 조명, 가상/증강현실, 인공지능(AI) 또는 사물 인터넷(IoT)과의 융합을 통해 광(光)산업을 국가 핵심 산업으로 발전시킬 수 있을 것으로 전망했다.한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노·소재 기술 개발사업, 신진연구사업, 미래소재디스커버리사업의 지원으로 수행됐다.

QLED란? 퀀텀닷, Quantum Dot (양자점) 구조와 원리

안녕하세요.!

소비자디스플레이 정민규입니다.

​오늘은

양자점 (퀀텀닷,Quantum Dot) 을 아주 쉽게 공부해봐요!!

어려울 수 있지만!

반복적으로 설명했어요! 읽어보시면 이해가 되실 거예요!

​ ​ 1980년대 초 미국 벨연구소 연구원이던 루이스 브루스(Louis Brus) 작은 반도체 결정에 대해 발표하였고, 그 이후 미국 마크리드 예일대 교수가 이 반도체 결정을 퀀텀닷(양자점)이라고 명명하였습니다.

-퀀텀닷,Quantum Dot이란?-

퀀텀닷(Quantum Dot, 양자점)이란?

​지름이 수 나노미터(㎚) 이하 크기의 초미세 반도체 나노입자를 말합니다.

1나노미터는 10억분의 1미터로 퀀텀닷의 입자가 엄청 작다는 것입니다.

​퀀텀닷구조는 무기물 소재로 2~10㎚ 크기의 중심체(Core)와 껍질(Shell)로 이루어져있고 그 겉을 고분자 코팅이 감싸고 있는 구조입니다.

​대표적인 퀀텀닷 소재는 카드뮴입니다. 카드뮴은 환경,인체에 유해하기 때문에 대체 물질을 개발해야하는 문제가 있었습니다. 하지만, 2013년 카드뮴 없이도 높은 성능을 유지하는 친환경 카드뮴 Free퀀텀닷(카드뮴이 없는 녹색 퀀텀닷) 소재를 개발하여 사용중입니다.

​-퀀텀닷 응용-

퀀텀닷은 물질 종류의 변화없이도 입자 크기별로 다른 길이의 빛 파장이 발생되어 다양한 색을 낼 수 있으며 기존 발광체보다 색 순도, 광 안전성 등이 높다는 장점이 있어 현재 디스플레이, 태양전지, 바이오 센서, 조명, 등 다양한 분야에 사용되고 차세대 발광소자로 주목 받고 있습니다.​

퀀텀닷 디스플레이란?

퀀텀닷을 발광물질 또는 형광물질을 사용하여 디스플레이의 특성을 향상시킨 디스플레이를

말합니다.

-퀀텀닷 발광원리-​

퀀텀닷은 동일한 물질인데도 빛을 비추거나 전류를 공급했을때 입자의 크기에 따라 나타내는 색이 달라진다는 점입니다. 입자의 크기가 작으면 짧은 파장의 빛을 발생하여 Blue색을 만들고, 입자의 크기가 클수록 긴 파장의 빛을 발생시키면서 Red색을 만듭니다.

-퀀텀닷 발광종류-​

퀀텀닷은 크게 2가지 방식으로 디스플레이에 적용됩니다.

1. ​빛을 받아서 다시 원하는 색을 내는 형광(PL, Photoluminescence)방식

2. 전류를 받아서 스스로 빛을 내는 발광(EL, Electroluminescence)방식

퀀텀닷방식 VS OLED방식 발광물질, 형광물질을 OLED는 유기물을 사용하고, 퀀텀닷은 무기물을 사용하는것이 가장 큰 차이점입니다.

퀀텀닷 디스플레이의 4가지 Type

1. QDCF-LCD (Quantum Dot Color Filter LCD)

QDCF-LCD 타입

기존 LCD의 컬러필터(Color Filer) 소재를 QD 컬러필터로 교체하여 원하는 색을 표현하는 방식입니다.

2. QDEF-LCD (Quantum Dot Enhancement Film LCD)

QDEF-LCD 타입 ​

퀀텀닷을 활용한 삼성 TV 제품의 대부분은 QDEF-LCD 타입 방식을 사용하고 있습니다. 기존 LCD에 퀀텀닷 필름을 추가하는 방법입니다. 퀀텀닷 입자가 포함된 필름을 붙여 백라이트에서 빛을 받아 빛이 유리기판, 액정과 QD컬러필터를 거치며 색을 구현 하는 방식입니다.

이 QDEF필름안에는 적색과 녹색 QD입자가 수십억개가 붙어있는데 백라이트유닛에서 나온 청색 빛을 받아 백색광으로 만들어주는 역할을 합니다.

3. QD-LED (Quantum Dot Light Emitting Diode)

QD-LED 타입

​QD-LED는 퀀텀닷 소자로 이루어진 R,G,B SubPixel 자체가 고유의 빛을 냅니다.

​자체발광을 하기 때문에 백라이트가 필요없으며 OLED(유기발광다이오드)의 발광원리와 유사한 방식입니다.

4. QD-OLED (Quantum Dot OLED)

QD-OLED 타입

이 기술은 OLED의 블루 컬러를 백라이트로 활용하고, 그 빛이 퀀텀닷으로 이루어진 Red와 Green 컬러필터를 거쳐 색을 내는 방법입니다. 컬러필터를 여전히 사용한다는 점에서는 LCD와 비슷하지만 백라이트가 없고, 액정이 없고, OLED재료를 사용한다는점에서 OLED와 비슷합니다. 그래서 하이브리드 OLED 퀀텀닷 방식이라고도 합니다.

Quntum Dot을 이용한 디스플레이의 장점

1. 무기물이라 수명이 길다.

2. 색재현성이 좋다.

3. OLED보다 저가

4. 광안전성 우수

5. 플렉서블 가능

QLED TV는 QLED TV가 아니다??

http://blog.naver.com/ceg_tiny/220919473334

QLED TV (EL타입)가 구현하기 위해서 필요한 것

1. ​우선 적⋅녹⋅청 3원색 구현에 꼭 필요한 청색 QD 개발

​청색 QD는 2~3nm 크기인 녹색 QD에 비해 훨씬 작은 1nm 이하 크기로 제조해야 하는데, 빛의 파장은 짧고 내부 에너지 밀도는 굉장히 높은 수준이다. 외부에서 에너지를 받는 순간 급속도로 산화되어 버리기 때문에 실제 제품에 적용하기는 어렵다. 삼성전자 QD TV에 아직 청색 QD가 사용되지 못하는 이유다.

2. ​QD 소재를 각 화소에 정확하게 정착시키는 공정기술 필요

​현재 OLED TV는 유기재료를 고온으로 가열해 기판해 증착(Evaporation)하는 방식으로 제조한다. 그러나 QD는 섭씨 50도가 넘어가면 제 기능을 상실하기 때문에 이 방법을 쓸 수는 없다. 종이에 인쇄를 하듯 QD 소재를 기판에 정착시킬 수도 있는데, 이를 위해서는 첨단 잉크젯 프린터와 QD를 잉크처럼 인쇄할 수 있는 소재로 만드는 기술이 필요하다. 이 역시 현재로서는 전혀 준비되지 않은 기술이다. 현재 양산 중인 OLED에도 이 기술은 적용하지 못하고 있다.

​http://blog.naver.com/ceg_tiny/221073918002

좋은 자료 많아요! 블로그 더 둘러봐주세요~! 감사합니다. ​ ​ ​ ​

퀀텀닷(Quantum dot:양자점), QLED의 원리와 정의 간단 리뷰

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OLED는 유기물소자(발광물질)가 전류를 가했을 때 이에 반응해 빛을 내는 반응을 이용한 것이다. 이때 빛의 3원색인 RGB에 따라 사용되는 발광물질이 달라진다.

그렇다면 QLED는 뭘까. QLED에서 쓰이는 퀀텀닷(Quantum dot:양자점)은 수 나노미터(nm)의 반도체 결정이다. 퀀텀닷은 같은 물질이라도 입자의 크기에 따라 발현되는 색깔이 다르며, 이는 OLED와 흡사한 원리를 가졌다.

source : 삼성디스플레이

우선 원자를 보면, ‘원자핵’이 있고 주위에 전자가 돌아다니는 ‘전자껍질(궤도)’가 있다. 이때 전자는 외부의 에너지를 얻으면 바깥쪽으로 올라가고, 에너지를 잃으면 안쪽으로 이동한다. 이때 전자가 몇 번째 궤도에 있느냐에 따라 원자가 갖는 에너지값이 달라지고, 한 원자가 가지는 에너지값 전체를 표현한 것을 ‘에너지 준위’라고 한다.

보통 원자가 하나만 있을 때, 에너지 준위는 특정한 수로 정해져 있으며, 에너지값도 정해져 있다. 하지만 원자가 모이기 시작하면 서로 영향을 받아 에너지 준위에 변화가 생긴다.

source : 삼성디스플레이

원자가 점점 많아질수록 기존에 가진 에너지 준위와 다른 에너지 값들이 나타나고, 특정한 값이 아니라 특정 범위로 넓혀지게 된다. 이렇게 에너지 값이 범위로 표현된 것을 ‘에너지 밴드’라고 한다. 그리고 이때 전자가 존재할 수 있는 최상위 에너지 준위인 ‘가전자대(valence band)’와 전자가 비어있는 최하위 에너지 준위인 ‘전도대(conduction band)’로 나누어지며, 이 두 밴드 사이의 크기를 ‘밴드갭(bandgap)’이라고 한다.

source : 삼성디스플레이

입자 혹은 입자의 크기에 따라 발현되는 색깔이 다른 이유는 전자가 에너지를 잃으면서 빛 에너지를 방출하는데 이때 에너지의 크기가 물질마다, 그리고 입자의 크기마다 다르기 때문이다.

원리는 양쪽 전극에서 전자와 정공의 형태로 전기적 에너지가 주입되어, 이때 전자를 많이 가진 음플라론이, 전자를 적게 가진 양폴라론으로 여기상태의 전자가 기저상태로 가면서 빛 에너지를 방출한다. 이를 ‘전계 발광(EL; Electroluminescence)’이라고 하며, OLED 역시 이와 같은 방식으로 빛 에너지를 방출한다.

source : 삼성디스플레이

전자가 에너지를 잃으면서 빛에너지를 방출할 때, 수많은 원자로 물질이 이루어져 있기 때문에 방출하는 에너지가 특정한 값이 아닌 특정한 범위가 된다. 예를 들어 630nm의 빨간색을 발한다고 하면, 주요 발광색이 630nm인 것뿐이며 실제로는 더 넓은 범위의 파장의 빛이 함께 방출되므로 색의 순도가 떨어진다.

하지만 퀀텀닷을 사용하는 QLED는 몇 개의 원자로만 이루어져 있기 때문에 특정한 에너지 준위, 혹은 아주 좁은 에너지 범위를 가지므로, 보다 정확한 파장에 빛을 발현한다. 즉, 순도가 높은 색을 표현할 수 있는 것이다. 게다가 완벽한 QLED를 구현 시 OLED처럼 백라이트가 필요가 없으며, 유기물이 아닌 무기물로서 소자의 수명 문제를 해결하여 OLED의 단점인 번인현상을 극복할 수 있다.

참고로 우리가 눈으로 볼 수 있는 색은 380~700nm의 파장을 갖는 빛인 가시광선이다. 각각의 색마다 고유의 파장을 가지고 있으며, 흔히 말하는 빛의 삼원색 RGB는 국제조명위원회(CIE)에서 빨간색은 700nm, 초록색은 546.1nm, 파란색은 435.8nm로 정해놨다.

다만, 현재 기술로는 완벽한 삼원색 파장의 빛을 만들어내진 못한다. 그래서 기술로 구현할 수 있는 삼원색의 파장을 정하고, 이에 근접하게 발전시키고 있다. 가장 높은 단계의 색 표준인 ‘BT.2020’은 목표로 하는 삼원색의 파장을 빨간색 630nm, 초록색 532nm, 파란색 467nm로 정해놓고, 이 기준에 100% 도달하기 위해 연구개발을 거듭하고 있다.

퀀텀닷이 디스플레이에서 각광받는 이유는 앞서 말했듯이 백라이트가 필요 없음 + 수명 문제 해결 + 삼원색의 파장에 가장 근접하기 때문이다.

2014년 말, 삼성은 3-5족 퀀텀닷인 인화인듐(InP)을 사용한 TV를 개발했다고 전 세계에 발표했다. 이는 최초의 친환경 퀀텀닷 TV의 탄생이었다.

하지만 현재 상용화된 QLED는 진짜 퀀텀닷을 이용한 디스플레이가 아니라, 퀀텀닷 필름을 이용한 디스플레이다. 즉, 퀀텀닷이 스스로 빛을 내는 게 아닌 백라이트에서 청색빛을 발산하고, 청색은 그대로 우리 눈에 들어오고, 적색과 녹색에 퀀텀닷 필름 거쳐 색변환과 함께 좀 더 선명한 색으로 바뀌며, 전기장으로 각 액정의 배열을 조절한 화면이 우리 눈에 비치는 것이다.

이때 사용되는 방식이 외부로부터 빛의 형태로 특정 파장의 에너지가 주입되어 QD가 빛을 내는 경우로 ‘광 발광(PL; Photoluminescence)’이라고 한다. 그래서 지금 상용화된 QLED TV는 백라이트를 이용하므로 사실 QD-LCD가 더 정확한 표현이겠다.

source : https://younganimal.tistory.com/569

2014년에 개발한 퀀텀닷은 백라이트에서 나온 빛을 받아 다른 색으로 바꿔주는 컬러필터의 역할을 했다면, 좀 더 선명한 색을 위해 최근엔 파란색 빛을 내는 OLED를 사용하고, 그 앞에 OLED 빛을 받아 빨간색과 녹색 등의 빛을 다시 낼 수 있는 퀀텀닷을 배치하는 형태의 QD-OLED를 집중해서 개발하고 있다.

그리고 2019년 11월엔 직접 전류를 받아 원하는 색깔의 빛을 바로 내는 자발광 퀀텀닷을 개발했다. 더불어 이것을 디스플레이에 응용했을 때 충분히 안정적인 수명을 유지한다는 사실까지 입증하고, 세계적인 학술지 네이처에 이를 게재했다.

원래 퀀텀닷에 주로 사용됐던 재료는 카드뮴이다. 카드뮴은 빛을 흡수하는 능력이 뛰어나 태양전지에서는 최고 효율이 16.6%로 10%를 넘지 못하는 다른 재료보다 뛰어난 효율을 보여준다.

하지만 카드뮴은 발암물질로서 인체에 심각하게 유해하다. 이 때문에 카드뮴을 대체하기 위한 물질로 13족과 15족 원소을 합성화한 인화인듐(InP)을 사용하며 연구하고 있다.

앞서 삼성의 퀀텀닷 필름을 이용한 디스플레이에서도 인화인듐(InP)을 활용해 만들었는데, 카드뮴에 비해 광전환 효율, 색 순도와 열안정성, 수명 등의 효율이 떨어진다.

삼성을 비롯한 많은 연구진들은 3-5족 퀀텀닷이 이런 문제점을 뛰어넘을 수 있는 최선의 방법은 퀀텀닷의 표면을 ‘잘’ 조절하는 것이라고 말한다.

퀀텀닷의 기본구조는 가운데 ‘핵심물질(코어)’을 두고 그 핵심물질을 ‘껍질(쉘)’로 감싼 뒤, 그 바깥에 ‘리간드’라는 물질을 부착한다. 특히 리간드는 금속 원자에 전자쌍을 제공하는 화합물로, 퀀텀닷에서는 열이나 습기와 같은 외부 환경으로부터 코어를 보호하는 동시에 광전 효율도 높이는 역할을 한다.

퀀텀닷의 주 기능은 코어가 담당하지만, 주변에 영향을 많이 받기 때문에 표면의 특성을 조절해주는 것이 퀀텀닷의 효율을 증가시킬 수 있는 방법이다. 삼성은 현재 퀀텀닷 코어 표면 산화를 억제하거나 쉘을 대칭 구조로 균일하게 성장시키면서 두께는 증가, 에너지 손실을 최소화하는 기술을 개발하고 있다. 외부 환경으로부터 쉘과 코어를 보호하는 쉘 표면의 리간드는 짧게 만들어 전류가 들어가는 속도를 높여 발광 효율은 높이고 수명은 늘렸다.

퀀텀닷은 디스플레이 외에도 잉크젯 방식의 반도체 소자, 태양전지 등 다양한 용도로 쓰이기 위해 연구가 활발히 진행되고 있다.

source : 삼성디스플레이

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위키백과, 우리 모두의 백과사전

퀀텀닷 디스플레이(quantum dot display)는 퀀텀닷(QD)이나 반도체 나노 결정을 디스플레이 제조에 사용한 것을 일컫는다.

동작 원리 [ 편집 ]

퀀텀닷의 광학적 특성 [ 편집 ]

백라이트 장치의 퀀텀닷 필름 [ 편집 ]

통상적인 액정 디스플레이의 백라이트 유닛 위에 적녹색의 퀀텀닷 필름이 장치되어 색역을 개선하는 데에 도움을 주는 기술이다. 그 이외에는 구조상에 큰 차이가 없다.

이후 LCD의 색필터 자체를 QD필름으로 대체하려는 움직임이 있었으며 성공하였다. 이 방식으로 더욱 높은 휘도가 가능하게 되었다.

양자점 발광다이오드 [ 편집 ]

구조비교 (OLEDvs.QLED)

QLED(Quantum dot light-emitting diodes) 또는 QD-LED는 별도의 광원이 필요하지 않은 자발광 기술이다. QD-LED의 구조는 OLED 기술과 매우 유사하지만, 발광층이 양자점(Quantum Dot) 물질로 구성되어 있는 점이 다르다.

양쪽 전극에서 주입된 전자(Electron)와 정공(Hole)이 양자점 발광층에서 만나 여기자(Exciton)를 형성하고 여기자의 발광재결합을 통해 빛을 내는 구조이다.[1] QLED의 양자점은 열과 수분에 취약한 것이 단점으로 자발광 OLED와 같은 증착 방식이 불가하여 잉크젯 프린팅 방식의 개발이 필요하다.

QLED 기술은 아직 미성숙한 단계로 신뢰성/효율성, 블루 소자 수명, Soluble 공정 개발 등의 이슈가 있어, 2020년 시점에서 상용화에는 최소 5년 이상이 소요될 것으로 업계는 예상하고 있다. 출시되어있는 소위 QLED TV는 기존 LCD 백라이트에 퀀텀닷 Sheet를 추가로 부착하여 색재현율을 향상시켰으나, 별도 광원이 필요한 비자발광 LCD TV로 자발광 QLED와는 구분되어야 한다.

각주 [ 편집 ]

QLED(퀀텀닷, 양자점 디스플레이)의 구현 방식과 QD(퀀텀닷)의 응용분야

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안녕하세요.

지난번 포스팅에서 QLED란 무엇이고 구조, 장점에 대해 글을 적어보았습니다.

QLED에 대해 설명을 적어놓은 포스팅을 밑에 링크를 넣어놓겠습니다.

QLED는 과연 어떤 원리를 이용해서 빛을 내는 것일까요?

먼저 QD(퀀텀닷)의 입자 크기가 매우 작기 때문에 양자구속효과는 관찰할 수 있는 불연속 에너지 준위과 넓은 밴드갭을 유발 할 수 있습니다. QD에서 양자화된 이러한 에너지 준위는 단일 분자(단일 갭)와 벌크 반도체 사이에 존재하는 전자 구조를 갖게 합니다.

높은 표면적 대 채적비로 인해 발생하는 QD의 고유 특성은 이러한 나노 결정이 입자의 크기에 따라 독특한 색을 생성할 수 있는 이유를 설명할 수 있습니다. 아래의 그림을 보면 RGB의 결정의 크기가 보이는데 이렇게 결정의 크기가 감소함에 따라 가전자대의 가장 높은 부분과 전도대의 가장 낮은 부분 사의 에너지 차이가 증가합니다. QD를 작그하기 위해 에너지가 더 많이 필요하고 동시에 QD가 원래의 이완 상태로 되돌아올 때 에너지가 더 많이 방출됩니다. 이러한 현상으로 인해서 QD는 크기에 따라 같은 물질에서 다양한 색의 빛을 방출 할 수 있게 됩니다. 형성된 나노 결정의 크기에 대한 높은 수준의 제어 능력으로 인해 생성 과정에서 원하는 색의 빛을 방출할 수 있도록 조절을 할 수 있습니다.

※ 양자구속효과 : 에너지대역이 입자의 원자 구조 변화에 영향을 받았을 때 관찰되는 현상을 말합니다. 파장의 범위는 입자의 크기와 연동되므로 전자는 파장 경계에 의해 영향을 받습니다. 따라서 QD의 특성은 크기에 따라 다르게 되며, 들뜸은 3차원 공간에 의해 영향을 받습니다.

QD의 응용분야

QLED는 퀀텀닷을 이용해 디스플레이 산업뿐만아니라 태양전지 소재 및 바이오 센서 등으로 넓어질 수 있습니다. 태양전지는 통상 실리콘을 사용하는데 실리콘 대신에 양자점을 사용하게 되면 간단한 공정으로 저렴한 가격의 태양전지의 제작이 가능하고 양자점의 크기 제어에 따라 단파장부터 장파장까지 태양광을 효율적으로 흡수할 수 있어서 기존의 태양전지보다 훨씬 넓은 영역의 광흡수가 가능해져서 실리콘 태양전지보다 높은 효율을 태양전지를 개발할 수 있습니다. 바이오 센서에서는 양자점 크기를 이용해서 특정 질병에 걸린 세포를 추적할 수 있는 세포 추적 물질로도 사용이 가능해 약물 전달 매체로 사용이 가능합니다.

지금까지 QLED 디스플레이는 TV에 많이 적용이 되고 있습니다. 하지만 점차 태블릿과 스마트폰으로 확대가 될 예정입니다.

점점 QD 구현 및 구조 개선을 통해서 문제점을 해결하는 방향으로 점점 기술이 발전하고 있는데 앞으로 QD가 적용된 디스플레이가 얼마나 더 눈에 선명하게 보일지 기대가 됩니다. 그리고 이 QD를 작동하기 위한 칩이 어떻게 구현이 될지도 궁굼합니다.

회로설계와 반도체 관련해서 열심히 공부 중인 예지 블로그입니다.

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