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Aug 05, 2023

Quantum Dots Unleashed: Ever

IDTechEx 연구 이사인 Xiaoxi He 박사 작성 양자점(QD)은 크기 조정이 가능한 기능을 갖춘 2~10나노미터(원자 10~50개) 범위의 반도체 나노결정입니다. 양자 구속을 나타냅니다.

작성자: Xiaoxi He, IDTechEx 연구 이사

양자점(QD)은 크기 조정 기능을 갖춘 2~10나노미터(원자 10~50개) 범위의 반도체 나노결정입니다. 나노 크기로 인해 양자 구속 효과를 나타내어 놀라운 광학적 및 전기적 특성을 나타냅니다. 퀀텀닷의 특징은 입자 크기, 재료, 구성에 따라 조정될 수 있습니다. Cd 기반, In 기반, PbS, 페로브스카이트뿐만 아니라 신흥 CuInS2, InAs, ZnTeSe QD와 같은 QD 재료는 밴드갭이 다양하여 흡수 및 방출 스펙트럼이 달라집니다. 이러한 미세 조정 능력으로 인해 양자점은 특히 디스플레이, 이미지 센서, 광전지, 조명 및 기타 다양한 사용 사례에서 상당한 응용 가능성을 갖게 되었습니다.

1980년에 처음 발견된 이후 QD는 디스플레이, 이미지 센서, 광전지, 조명 및 온실 필름 기술을 상용 제품으로 변화시키는 데 엄청난 잠재력을 보여주었습니다.

새로운 보고서인 "퀀텀닷 재료 및 기술(2024-2034년): 동향, 시장, 응용 분야"는 다양한 응용 분야의 기술 혼합이 시간이 지남에 따라 어떻게 변화할지 고려한 IDTechEx의 기술 로드맵을 제공합니다.

디스플레이 기술에서 QD는 기존 LCD(액정 디스플레이)에 비해 더 넓은 색 영역, 더 높은 색상 정확도 및 향상된 밝기를 제공하는 색상 향상 구성 요소로 광범위하게 사용됩니다. 여기 시 특정 파장의 빛을 방출하는 고유한 광발광 특성을 통해 QD는 LED의 파란색 빛을 순수한 빨간색과 녹색으로 변환하여 보다 광범위하고 정확한 색상 팔레트를 얻을 수 있습니다.

보고서에서는 디스플레이의 QD 통합 접근 방식의 진화를 조사하여 구식 엣지 광학에 비해 필름 유형 채택이 우위를 점하고 있음을 강조합니다. 그럼에도 불구하고 OLED 및 마이크로 LED(μLED)용 QD 컬러 필터 또는 온칩 유형과 같은 새로운 접근 방식이 재료 발전과 제조 기술 개선에 힘입어 추진력을 얻고 있으며 이는 결국 필름 유형을 능가할 수 있습니다. 또한, 이 분석에서는 성능, 수명, 증착/패터닝 및 장치 설계와 관련된 지속적인 문제를 탐구하는 동시에 QD가 디스플레이, 추적 효율성 및 수명 개선을 위한 궁극적인 방출 재료로 인식하고 있습니다.

황화납 QD는 광범위한 파장 스펙트럼에 걸쳐 조정 가능성이 있다는 장점을 제공하므로 근적외선(NIR) 또는 단파 적외선(SWIR) 감지 애플리케이션에 적합합니다. 실리콘 ROIC(판독 집적 회로)와 결합하여 하이브리드 QD-Si NIR/SWIR 이미지 센서를 형성할 수 있으므로 흥미로운 가능성이 나타납니다. 이 혁신적인 통합은 Si ROIC와 인듐 갈륨 비소(InGaAs) 센서의 이종 하이브리드화에 대한 필요성을 제거하여 고해상도 소형 픽셀 실리콘 기반 NIR/SWIR 센서를 달성하기 위한 잠재적인 경로를 제시합니다. 저가형 하이브리드 QD 기반 이미지 센서는 InGaAs SWIR 이미지 센서가 전통적으로 구현한 애플리케이션을 대상으로 할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 애플리케이션에 도달하는 데도 도움이 됩니다.

이미 1세대 제품이 시장에 나와 있고 거대 기업도 이 분야에 참여하고 있기 때문에 이 기술의 가능성은 여전히 ​​강력합니다. 이 보고서에서는 잠재적으로 저렴한 비용으로 고해상도, 낮은 픽셀 피치 및 글로벌 셔터를 동시에 달성할 수 있는 하이브리드 QD-Si 이미지 센서를 살펴봅니다. IDTechEx 보고서에는 기술 분석 및 플레이어 소개도 제공됩니다.

기존 상용 제품은 QD의 광발광 기능을 기반으로 하며 조명 기술에서 놀라운 잠재력을 보여주었습니다. 색상 변환기로 LED 조명 시스템에 통합하여 조정 가능한 고품질 백색광을 생성할 수 있습니다. QD 기반 LED는 뛰어난 연색성 지수(CRI)와 색온도를 구현할 수 있어 실내 조명, 자동차 조명 등 다양한 조명 애플리케이션에 적합하다. 또한 QD의 좁은 방출 스펙트럼은 복잡한 필터링의 필요성을 줄여 에너지 효율성을 향상시키고 빛 공해를 줄입니다.