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

안녕하세요.

지난번 포스팅에서 QLED란 무엇이고 구조, 장점에 대해 글을 적어보았습니다.

QLED에 대해 설명을 적어놓은 포스팅을 밑에 링크를 넣어놓겠습니다.

 

퀀텀닷(Quantum Dot) 디스플레이란?

 

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.

혹시 틀린 부분이 있으면 댓글 남겨 주세요! 감사합니다.