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サムスン電子は自ら光る無機物質である量子ドット素材を活用し、より完璧なディスプレーを製造する技術を世界で初めて開発した。同社総合技術院のウォン・ユホ研究員（第1著者）とチャン・ウンジュ・フェロー（責任著者）は27日、量子ドット素材の構造を改善し、自発光量子ドット素材の発光効率21.4％を達成したとする研究結果を科学誌ネイチャーに発表した。素子の駆動時間も100万時間に引き上げた。量子ドットでテレビやスマートフォンの画面に使えるレベルの光を確保したことになる。

量子ドットは大きさが数ナノメートル（1ナノメートルは10億分の1メートル）水準の微細な半導体粒子だ。光を出す素材の大きさが非常に小さいため、色の表現も細かい。しかし、現在の量子ドットには重金属のカドミウムを必ず使用しなければならないため、人体に触れるディスプレーに採用することは難しかった。今回の研究は毒性があるカドミウムの代わりにリン化インジウムを使用しても、画面に使えるレベルの性能を確保したものだ。現在サムスン電子はQLED TVを販売しているが、これは自発光量子ドット粒子を直接使用するのではなく、発光ダイオード（LED）に量子ドットフィルムを貼り付けたものだ。
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量子ドットとは、ナノメートルサイズの世界に存在する小さな半導体粒子である。量子ドットの特性や発揮可能な効果は、サイズやエネルギー状態によって異なるため「さまざまな効果を持ったナノスケールの半導体粒子」と理解するとよい。量子ドットを活用することで、エネルギー産業やバイオ、電子機器などさまざまな産業で飛躍的なエネルギー効率の向上やコスト削減が期待されている。



量子ドット（QD）ディスプレイとその関連部材の世界市場を調査し発表した。QDディスプレイ市場は2017年見込みが200万枚となり、前年比58.5％と大きく落ち込んだ。その後は回復し、2019年には550万枚の市場規模が予測されている。量子ドット（QD）は、自在な発光波長を持っていることが最大の特長。例えば、粒径8nmの量子ドットに青を吸収して緑を発光させたり、12nmの量子ドットに青を吸収して赤を発光させたりと「粒径だけ制御すれば、全ての色を生成できる」と言われる。

量子ドットのアプリケーションとして現在注目されているのが、次世代ディスプレイとなる。社会的背景として、現場の臨場感や実物かんの再現を目指した次世代高精細ディスプレイが求められている。4K、8Kの他、ネットショッピング、ゲーム、VR（仮想現実）／AR（拡張現実）、医療など、さまざまな分野で色再現性が高く、高画質のものが必要とされている。ディスプレイの画質を決める主な要素は、解像度、ビット深度、フレームレート、色域、輝度などがあるが、いかに特性のよいRGBの光を出力できるかが鍵となる。

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