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양자 점(Quantum dot) 혼성 유기발광다이오드(OLED) 조명장치

전문가 제언: ○ 최근의 디스플레이(Display) 기기에는 대부분 액정 디스플레이(LCD)나 유기발광다이오드(OLED)를 사용하는 경우가 많다. 이들은 가볍고 얇게 만들 수 있어 활용성이 높고 성능도 크게 개선되었지만 몇 가지 한계를 노출시키고 있다. LCD는 반응속도와 시야각에 한계가 있고, 색상의 폭이 좁다. 반면에 OLED는 LCD에 비해 전반적으로 더 좋은 성능은 보이지만 소재비용이 높고 대형화가 어려우며 수명이 짧은 단점이 있다.

○ 이러한 단점을 보안하기 위해 주목받는 대안 소재 중 하나가 양자 점 (Quantum dots) 반도체이다. 제작방식에는 여러 종이 있으나 가능성 이 높은 방법은 콜로이드 양자 점 기술이다. 이 기술은 양자 점 반도체는 크기가 1～10㎚인 나노 결정이 기본단위로 구성되며, 양자 속박이라는 현상을 이용하여 색을 표현한다. 양자속박이 일어나면 입자 내 전자들의 에너지 준위가 각각 분리되어 전자가 여기되어 특정파장의 빛을 방출한다.

○ 양자 점(QDs)을 상용화하는 방법은 두 가지로 진행된다. 즉 하나는 광 여기를 통해 빛을 내게 하는 방식(Photoluminescence: PL)과 전기적으로 빛을 내게 하는 전기발광(Electroluminescence: EL) 방식이 있다. PL 방식의 경우 액정표시장치(LCD)에 있는 백라이트에 QD를 넣어서 LCD의 순도와 색 재현 범위를 크게 개선하는 기술(QD-LCD)이다.

○ 양자 점을 전기적으로 여기시켜 빛을 내게 하는 EL 방식은 유기발광다이오드와 같은 소자구조에서 발광 층을 양자 점으로 대체하여 양자 점 발광다이오드(Quantum dots light emitting diodes: QLED)를 개발하는 것이다. 따라서 이미 상용화되고 있는 OLED 생산 인프라를 활용할 수 있고, QD 발광 재료는 OLED용 인광재료보다 가격이 저렴하기 때문에 QLED는 차세대 디스플레이 기술로 주목을 받게 될 것이다.

○ 한국의 경우 QDs는 1990년대부터 연구가 시작되어 2011년에 소니 LCD TV에 QDs 기술이 적용되면서 상용화가 시작되었다. 2014년 하반기부터 한국, 미국, 일본 및 중국 등의 업체들도 이 QDs 기술을 적용할 계획을 세우고 있다. 또한 생산물량이 증가하면 가격도 빠르게 다운될 것이므로 QDs의 점유율은 더욱더 커지게 되어 해당 업체들은 실용화를 서둘러야 할 것으로 기대되고 있다.

저자: University of florida research foundation, inc.
자료유형: 니즈특허정보