삼성전자 퀀텀닷 SUHD TV

"대형 디스플레이에서 퀀텀닷이 OLED보다 경쟁력이 있고 우세한 기술이다. 퀀텀닷 분야의 주도권을 갖고 있는 만큼 계속 연구해갈 것이다. 첫 응용 디바이스는 TV 였지만, 앞으로 바이오와 자율주행, 센서, 태양전지, 메모리 등 다양한 분야로 확대될 것이다"삼성전자가 TV를 포함, 대형 디스플레이 분야에서 '퀀텀닷'기술로 주도권을 잡겠다는 입장을 분명히 했다. 기술에 자신 있다는 뜻으로 LG전자가 힘주고 있는 OLED TV분야는 사실상 동참하지 않겠다는 의중으로도 읽힌다.

◇ 삼성전자, "퀀텀닷이 OLED보다 우세...계속 진화시키겠다"

삼성전자는 미래 TV 디스플레이 기술로 '퀀텀닷'을 점 찍고, 종합기술원과 함께 퀀텀닷 원천 기술과 상용화 기술을 함께 연구 중이다. 

삼성전자 종합기술원 장혁 부사장(삼성 펠로)은 26일 제주 라마다호텔에서 열린 '제9회국제퀀텀닷콘퍼런스(The 9th International Conference on Quantum Dots)'에 기조연설자로 나서 "퀀텀닷 TV의 다음 버전을 연구하고 있다"며 "3세대 퀀텀닷 TV는 색 영역을 넓히고 소비전력을 높이면서 가격을 낮출 수 있도록 하겠다"고 말했다.퀀텀닷과 관련, 장 부사장은 "퀀텀닷은 증착공정을 쓰지 않고 습식공정이라 중간 공정에서 버려지는 게 많지 않고 수율이 좋아 대형 디스플레이에서 퀀텀닷이 OLED보다 경쟁력이 있고 우세한 기술"이라고 했다.

퀀텀닷은 스스로 빛을 내는 수나노미터 수준의 미세한 반도체결정이다. 나노미터는 10억분의 1m 크기를 말한다. 성인 머리카락을 10만 가닥으로 쪼갠 크기다. 퀀텀닷은 카드뮴 성분을 가진 중심 핵(Core)을 아연성분의 껍질(Shell)로 감싸고 있는 구조로 만들어진다.

국내 산업계 전문가로는 유일하게 기조 연설을 한 장혁 부사장은 "지금까지 새로운 소재의 개발이 TV 화질의 혁신을 이끌어 왔다"며 "TV디스플레이 부문에서는 자연 그대로의 색 표현이 가능한 퀀텀닷을 적용한 삼성 SUHD TV가 화질의 새로운 역사를 쓰고 있다"고 자신감을 드러냈다.  

삼성 펠로는 삼성의 기술력을 대표하는 핵심 인력에만 부여하는 최고 명예직이다. 현재 재직 중인 삼성 펠로는 9명에 불과하다. 삼성 펠로인 장 부사장은 세계 최초로 카드뮴이 없는 퀀텀닷을 사용한 TV를 개발한 기술 주역으로 이번 콘퍼런스에 초청됐다. 

카드뮴 프리 (Cadmium Free) 퀀텀닷 TV는 일본 소니가 실패한 프로젝트이기도 해서 삼성전자의 성공은 글로벌 업계에 충격으로 여겨졌다. 삼성전자는 2015년 세계 최초로 카드뮴 프리 퀀텀닷 기술을 적용한 SUHD TV를 출시했다.

장 부사장은 퀀텀닷 기술이 계속 개발되면서 TV 디스플레이 시장을 선도할 것이라고 전망했다. 이를 위해서는 신소재인 퀀텀닷의 결정 구조와 합성 공정을 이해하고 효율을 추가로 높이는 동시에 새로운 기능을 추가하는 연구 개발이 중요하다고 강조했다.

◇퀀텀닷의 원조는 스테인드 글라스…차세대 디스플레이로 진화 


퀀텀닷은 같은 물질이어도 입자 크기에 따라 색의 파장이 달라진다. 2나노미터 퀀텀닷은 푸른색을, 2.5나노미터 퀀텀닷은 녹색, 6나노미터 퀀텀닷은 붉은색을 각각 재현한다. 미세한 크기의 퀀텀닷을 유리기판에 인쇄하고 빛을 쏘여 다양한 색을 재현할 수 있다.

원리는 서양 중세 시대 교회의 창문을 장식한 '스테인드글라스'에서 왔다. 스테인드글라스는 고온에서 유리와 각종 금속을 녹여 만든다. 화합물이 나노 입자 크기로 변하면서 빛에 따라 다양한 색을 구현한다. 중세시대엔 해당 원리는 모른채 스테인드글라스를 만들었지만 20세기엔 이를 기초로 다양한 디스플레이가 만들어지고 있다.

한편, 2년마다 열리는 '국제퀀텀닷콘퍼런스'는 세계 최대의 퀀텀닷 기술 관련 학회로 2000년 독일 뮌헨을 시작으로 일본(2002), 캐나다(2004), 프랑스(2006), 한국(2008), 영국(2010), 미국(2012), 이탈리아(2014)에 이어
올해 다시 우리나라에서 열리게 됐다. 

올해는 세계 30여개국에서 퀀텀닷 기술 관련 기초·응용 분야의 학계, 산업계 전문가들이 모여 물리 화학 재료 공학 등의 연구 성과를 공유하는 자리로 마련됐다. 특히, 올해 행사는 역대 최다인 400여편이 넘는 논문이 공유되는 등 역대 최대 행사로 진행됐다. 

이번 행사에는 삼성전자 종합기술원 장혁 부사장 외에 △퀀텀닷 소재의 습식 합성법을 처음 개발해 기술 개발을 앞당긴 MIT 모운지 바웬디(Moungi Bawendi) 교수 △양자 컴퓨팅 분야를 연구하는 스탠포드 야마모토 요시히사 (Yoshihisa Yamamoto) 교수 △이론물리학자인 미국해군연구소 알렉산더 에프로스(Alexander Efros) 박사 △양자 정보 분야를 연구하는 취리히 연방 공대 아탁 이마모 글루 (Atac Imamoglu)교수 등 세계적인 석학들도 기조연설자로 나섰다. 


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