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LCD 디스플레이용 양자점 소재 및 필름 개발동향 원문보기

인포메이션 디스플레이 = Information display, v.16 no.1, 2015년, pp.24 - 32  

이혁재 ((주) 나노스퀘어) ,  유혜영 ((주) 나노스퀘어) ,  차수진 ((주) 나노스퀘어)

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문제 정의

  • 디스플레이 업체에서 선호하는 표면방식(on surface) 에 대하여 이미 공개된 자료를 참고하여 구체적으로 소개하여 필름방식에 관심 있는 관련자들에게 도움을 주고자한다.
  • 이러한 특성 때문에 고분자 필름에 분산하거나 다양한 기판에 적층할 수 있는 장점을 지니고 있어 산업체에서 제품화를 위한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 따라서 본고에서는 디스플레이와 조명 분야에서 폭넓게 관심을 끌고 있는 양자점에 대하여 소개하고자한다. 양자점의 합성 방법과 광학적 특성에 대하여 설명하고, 디스플레이와 조명 응용 분야 중 빛발광(PL: photo luminescences) 특성을 적용한 기술의 동향에 대하여 설명하고자한다.
  • 가장 큰 관심을 끌고 있는 양자점을 이용한 디스플레이는 구동방식에 따라 PL방식과 EL방식으로 나눌 수 있다. 본고에서는 LCD에 적용 가능한 PL 방식 중심으로 전개할 것이다.
  • 본고에서는 PL방식의 광변환 또는 광제어 필름과 그 동향에 대하여 설명 및 소개하였다. 나노기술이 큰 시장을 형성해가고 있지만 고객들에게 호소력이 큰 나노기술 제품이 거의 없었던 상태에서 PL 방식의 QD LCD TV는 나노소재인 양자점의 특성을 일반 소비자가 직접 접하는 거의 최초 제품으로 양자점 소재를 도입함으로써 차별화된 TV로 볼 수 있고 LCD TV의 새로운 시장은 개척하는데 충분한 구동력을 제공한다고 볼 수 있다.
  • 따라서 본고에서는 디스플레이와 조명 분야에서 폭넓게 관심을 끌고 있는 양자점에 대하여 소개하고자한다. 양자점의 합성 방법과 광학적 특성에 대하여 설명하고, 디스플레이와 조명 응용 분야 중 빛발광(PL: photo luminescences) 특성을 적용한 기술의 동향에 대하여 설명하고자한다.
  • 그림 13에는 두 가지 PL방식으로 제작된 LCD 디스플레이의 대표적인 제품을 비교 도시하였다. 표면방식인 필름을 이용하는 방식에 대하여 이미 발표된 자료 [9]를 중심으로 필름의 구조와 성능에 대해서 소개하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
양자점이란 무엇인가? 보통 크기가 3~15nm 정도의 반도체 물질로 이루어진 반도체 나노결정 또는 반도체 나노 입자로 양자 제한 효과(quantum confinement effect)를 보이는 입자를 특히 양자점이라고 한다. 이런 특성으로 서론에서 언급한 바와 같이 기존 반도체 벌크 상태에서 보이지 않았던 새로운 물리적 광학적 특성이 나타난다[1].
양자점의 PL방식을 이용한 BLU가 대중화되기 위해서는 무엇이 필요한가? 양자점의 PL방식을 이용한 BLU(back light unit)는 이미 Sony사와 Amazon사에 의해서 상용화되었지만 수요량이 아직은 크지 않았다. 여전히 양자점 소재의 대량생산을 통한 가격인하로 원가 경쟁력확보가 필요하고, 전자제품에 적용 시 신뢰성을 만족하기 위한 양자점 자체의 안정성을 확보해야 한다. 제품에 사용하기 위해서 생산되는 양자점의 일정한 성능을 유지할 수 있도록 품질 관리를 철저히 해야 하는 과제가 있다.
양자점은 어떤 특징 때문에 고분자 필름에 분산하거나 다양한 기판에 적층할 수 있는가? 양자점은 높은 광효율과 좁은 반치폭(FWHM: full width half maximum)의 광학적 특성을 가지는 물질로 유기발광다이오드(OLED)보다 높은 색재현 특성을 보일뿐만 아니라 용액 공정 합성으로 저렴한 가격으로 대량생산이 용이하다.
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참고문헌 (11)

  1. Ekimov, A. I., Efros, Al. L. & Onushchenko, A. A. Solid State Commun. 56, 921 (1985). 

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  2. V. I. Klimov, Los Alamos Science 28, 214 (2003). 

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  3. Klimov, V. I. "Nanocrystal Quantum Dots" CRC Press, 2nd Ed, 2010 

  4. D. Scholes, G. Rumbles, Nat. Mater. 5, 683 (2006). 

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  5. www.sigmaaldrich.com/materials-science/nanomaterials/quantum-dots.htm 

  6. Bae, W. K., Char, K., Hur, H. & Lee, S. Chem. Mater. 20, 531, (2008). 

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  7. Lim, J. et al., Chem. Mater. 23, 4459 (2011). 

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  8. http://www.engadget.com/2010/01/12/nanosysoffers-better-saturation-of-led-backlit-displayswith-na; "Nanosys Completes Commercial Agreement with LGIT for its Quantum Rail $^{TM}$ Lighting Products" 

  9. http://www.qdvision.com/color-iq 

  10. http://www.nanosysinc.com, 2010.1.20); "Nanosys Unlocks Full Color LCD ViewingExperience with Nanotechnology - Announcing QDEF" (http://www.nanosysinc.com, 2011.5.17) 

  11. John Van Derlofske, MRS Bulletin, 38, 703 (2013). 

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