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삼성, 올레드에 '퀀텀닷' 올리는 이유

  • 2022.08.28(일) 08:20

[테크따라잡기]
색 순도 높고 화학적 특성 우수
QD-OLED TV 국내 출시 미지수

QLED, QNED, QD-OLED… 최근 출시되는 TV들엔 'Q'가 붙은 제품명이 많아요. 여기서 Q는 바로 '퀀텀닷(Quantum Dot)'을 의미해요. 퀀텀닷은 초미세 반도체 입자인데 순도가 높아 더 정확하고 선명한 색을 표현할 수 있다는 특성이 있어요. 그래서 요즘 디스플레이 업계에선 퀀텀닷에 주목하고 있죠.

퀀텀닷이 대체 뭐길래

퀀텀닷은 나노미터(㎚) 수준 크기의 초미세 반도체 입자를 말해요. 1나노미터는 머리카락 굵기의 수만분의 1에 해당하는 크기에요. 정확히는 10억분의 1미터죠. 퀀텀닷은 일반적으로 2~10㎚ 크기를 가졌어요. 

퀀텀닷에 빛을 비추거나 전류를 공급하면 입자의 크기에 따라 다른 색을 표현해요. 같은 물질이라도 입자 크기가 작으면 파란색을 표현하고, 크면 붉은색을 나타내는 식이죠. 이런 현상을 양자 구속 효과(Quantum confinement effect)라고 말해요. 즉 퀀텀닷은 전류를 공급했을 때 입자의 크기가 달라지고, 그 크기에 따라 다른 색을 표현할 수 있어요.

퀀텀닷은 입자 크기에 따라 다른 색을 발광한다. / 사진=삼성디스플레이 제공

기존 유기발광다이오드(OLED)가 표현한 빨간색을 자세히 들여다보면 빨간색 외에도 자주색과 주황색 등 여러 색이 섞여 있어요. 색의 순도가 비교적 낮다는 의미에요. 하지만 퀀텀닷은 스펙트럼이 좁아 색의 순도가 아주 높다는 특징을 가졌어요. 쉽게 설명하면, 빨간색을 더 빨간색답게, 초록색을 더 초록색답게 표현할 수 있어요. 이를 잘 활용할 수 있다면 순도 높은 색을 폭넓게 표현할 수 있는 거죠.

퀀텀닷은 순도 높은 빛을 발광한다는 점과 소자의 화학적 특성이 우수해 디스플레이 외에도 태양전지, 바이오 센서, 양자 컴퓨터 등 다양한 분야에 걸쳐 사용될 예정이라고 해요. 

더 선명한 색 표현 가능한 QD-OLED

요즘 퀀텀닷을 이용한 디스플레이가 TV 시장의 핵심으로 떠오르고 있어요. 올해 초 삼성디스플레이는 OLED에 퀀텀닷을 적용한 QD-OLED를 공개했죠. 최근엔 수율을 높여 충분히 양산할 수 있는 수준이 됐다고 해요. 그렇다면 QD-OLED는 기존 OLED와 어떤 점에서 차이를 보일까요?

기존 OLED는 흰색 발광원을 사용해 W(White)OLED라고 불리기도 해요. 하지만 QD-OLED는 청색의 OLED 발광원을 사용해요. 그 위에 퀀텀닷으로 구성된 RGB(적·녹·청색) 층이 올라간 구조에요. 이 색 변환층에서 청색 OLED 빛을 받으면 각 퀀텀닷이 색을 변환해서 각기 다른 색으로 발광하는 방식이에요.

QD-OLED는 청색 발광원 위에 퀀텀닷으로 이루어진 색 변환층이 자리한 구조다. / 사진=삼성디스플레이

삼성디스플레이에 따르면 기존 WOLED 같은 경우는 화이트 광원을 사용해 그 위에 컬러 필터를 씌우지만, QD-OLED는 퀀텀닷 자체가 발광하기 때문에 색 표현력 자체가 더 우수하다고 해요. 또 구조가 단순해 응답속도가 빠른 특성이 있어 더 선명하고 또렷한 화질을 볼 수 있어요.

QD-OLED는 시청 각도가 변해도 같은 밝기와 색감으로 영상을 감상할 수 있어요. 일반적으로 빛은 직진성이 있어 디스플레이를 바라보는 각도에 따라 밝기와 색상이 다르게 보여요. 하지만 퀀텀닷은 빛을 전방위로 균일하게 발광하기 때문에 어떤 각도에서도 같은 화질을 볼 수 있는 거죠.

삼성전자는 지난 3월 북미와 유럽에 QD-OLED가 적용된 TV를 출시하고 판매에 나섰어요. 하지만 한국에선 QD-OLED TV를 만나기까진 시간이 꽤 걸릴 것으로 보여요. 삼성전자 관계자는 "QD-OLED TV는 시장 상황을 고려해 국내에 출시하지 않았다"며 "국내 출시 계획은 없다"고 말했어요.

다만 삼성디스플레이는 "고객사와 협의를 통해 QD-OLED TV가 국내에도 출시될 수 있도록 노력하겠다"며 QD-OLED 출시 여지를 남기기도 했어요.

[테크따라잡기]는 한 주간 산업계 뉴스 속에 숨어 있는 기술을 쉽게 풀어드리는 비즈워치 산업부의 주말 뉴스 코너입니다. 빠르게 변하는 기술, 빠르게 잡아 드리겠습니다. [편집자]

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