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중소기업 기술로드맵 조회결과

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양자점 LED
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

양자점 LED 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 양자점 LED란 수 나노미터 크기 이하의 초미세 반도체 나노 입자로 정의되는 양자점을 발광체 이용한 LED로 발광 효율이 우수하고 발광 파장의 조절이 용이하며 색순도가 높은 것이 특징
  • 범위 : 양자점 LED는 일반적으로 기존의 OLED와 유사한 구조의 양자점 자체를 발광층으로 사용한 발광소자 (QLED 또는 QD-LED)를 지칭하지만, 기존의 화합물 반도체 (GaN) 기반의 청색 LED에 양자점을 형광체와 같이 패키징하여 색을 변환시키는 광발광을 이용하는 소자에 대해서도 동일한 이름으로 부르기도 하며, 현재 두 가지 기술에 대한 용어의 정리가 완벽하게 이루어지지 않아서 업계에서 혼용되는 경우가 많음
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
양자점
LED
전계발광<Br/ >양자점
LED
양자점
합성 기술
  • 카드뮴을 포함하지 않는 고 발광효율의 양자점 대량 합성 기술
  • InP, CuInS, Nano Carbon 등으로 이루어진 코어(Core)와 껍질(Shell) 합성
  • 양자점 LED 제작 공정에 적합한 용매로의 분산 기술
소자 구조 및
제작 기술
  • 고효율의 양자점 LED 구조/공정 개발 및 단위소자 제작 기술
  • 장수명의 양자점 LED 구조 및 공정 개발
  • 양자점 LED의 박막봉지(Encapsulation) 기술
  • 양자점 LED의 광 추출 효율 향상 기술 (광학 구조물, 공진 구조 등)
양자점 LED
공정 기술
  • 용액공정 기반 양자점 LED 제작 기술
  • 용액공정 호환 양자점/주변층 적층 공정 기술
  • 미세 화소(Pixel) 형성을 위한 양자점 패터닝 기술 (프린팅 등)
주변층 소재 및 공정 기술
  • 양자점 주변층에 적합한 유기/무기 반도체 소재 합성 또는 이용 기술
  • 저가격/대면적 제작을 위한 양자점 주변층 적층 기술
광발광
양자점
LED
양자점
합성 기술
  • 카드뮴을 포함하지 않는 고 발광효율의 양자점 대량 합성 기술
  • InP, CuInS, Nano Carbon 등으로 이루어진 코어(Core)와 껍질(Shell) 합성
  • 빛/열에 대한 양자점의 발광 안정성 확보
계면활성분자
및 표면개질
  • 안정성이 높은 계면활성분자(Surfactant) 개발
  • 고분자와 복합체 제작에 필요한 표면개질 기술
양자점-고분자 복합체 기술
  • 양자점을 고분자 내에 균일하게 혼합하여 우수한 균일도의 복합체 형성
  • 복합체용 고분자 신규 소재 개발
  • 수분/산소 등에 대한 복합체의 안정성(수명) 향상 기술

[ 공급망 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마공급망 관점세부기술
양자점
LED
양자점 합성 기술 무기나노입자 합성 기술, 대량 합성 기술 및 설비, 온도 제어 기술
주변 소재
합성 기술
전기발광
양자점 LED
계면활성분자 합성 기술, 전달층 유/무기 소재 합성 기술, 대량 합성을 위한 설비 기술, 양자점 잉크화(첨가제) 기술
광발광
양자점 LED
계면활성분자 합성 기술, 양자점 분산용 고분자 합성 기술, 대량 합성 및 양자점 표면개질을 위한 설비 기술
공정기술 전기발광
양자점 LED
양자점 패터닝 기술, 양자점 적층 기술, 양자점 패터닝 기술, 주변층 적층 기술, 봉지(Encapsulation) 기술
광발광
양자점 LED
양자점-고분자 복합체 패키징 기술, 양자점-고분자 필름/Plate 제작 및 패키징 기술
제품화
기술
전기발광
양자점 LED
전체 디스플레이 기술 및 공정기술 (백 플레인, 프런트 플레인)
광발광
양자점 LED
LED 제작 기술 및 공정기술, 광학 설계 기술
평가/관리 기술 요구물성 부합 평가기술 (발광효율, 안정성 등), 소자 또는 제품 특성 평가 기술, 품질 관리 기술
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장

양자점 LED, 특히 전기발광 양자점 LED의 경우 아직 상용화 된 기술이 아니므로 시장 규모는 정확하게 예상하기 어려움. 하지만 양자점 소재에 대한 시장 자료는 속속 발표되고 있으며, 양자점 LED 기술이 상용화 되는 경우 장기적으로 현재 양자점 필름과 LCD 혹은 OLED 디스플레이 기술을 대체하게 될 것이므로 전체적인 디스플레이 시장 전망을 통해 간접적 예측 가능

[ 양자점 LED 소재 분야의 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

제품 시장현황 및 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
세계시장 22.7 48.5 103.4 220.4 470.0 946 113.2

* 출처 : IHS Quantum Dot Display Technology & Market Report, 2015년

나. 국내시장

위의 세계 시장과 마찬가지로 국내 시장의 예측 역시 디스플레이 시장에 비추어 국내 업체의 세계시장 내 점유율 등을 고려하여 추정하는 것이 가장 적합한 것으로 사료됨

[ 양자점 LED 소재 분야의 국내 시장규모 및 전망 ]

(단위: 억 원, %)

제품 시장현황 및 전망
구분'16'17'18'19'20'21CAGR
국내시장 214 439 889 1,767 3,525 7,050 100.6

* 출처 : IHS Quantum Dot Display Technology & Market Report(2015년)과 유비산업리서치의 2016 OLED Display Annual Report(2016)를 참고해 전망함

4.기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 과학기술정보통부와 산업통상자원부 등 10개 부처 공동으로 「대한민국 나노혁신 2025」 (제4기 나노기술종합 발전계획, 2016-2025)을 발표

  • 미래 환경 변화 대응을 위한 한계 극복 기술로 나노기술개발과 산업화에 대한 세계 각국의 투자가 계속되는 상황에 맞춰 그동안 국내에 축적된 나노 기술의 제조업 현장의 확산을 추진하고, 미래 유망 산업 주도 기술에 대하 조기 투자를 통해 글로벌 나고 기술 혁신을 선도 하고자함
  • “기술혁신으로 지속성장을 견인하는 나노 선도국가”를 실현한다는 비전하에, R&D와 산업화 측면의 2025년 목표달성을 위해 다음과 같이 3대전략 12과제를 추진
  • 기존 산업에 대한 파급력, 미래 산업 성장 가능성 등을 고려하여 신시장 창출 및 기술 혁신을 주도할 미래 나노 기술 30을 선정, 이안에 나노 광소자 및 양자점 소재가 포함

전력변환장치 세계동향
[ 미래 나노 기술 30 ]

5.핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산·학·연 전문가로 구성된 핵심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정
  • 핵심요소기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 양자점 LED 분야 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
양자점 LED 전기발광 양자점 LED 기술 비카드뮴 전기발광 양자점 LED 발광 기술
광발광 양자점 LED 기술 비카드뮴 광발광 양자점 LED 발광 기술
비카드뮴 양자점 합성 및 대량생산 기술 양자점 소재 및 소재기반 응용 기술