삼성전자, 퀀텀닷에 승부수..."핵심 소재로 육성"

삼성전자가 퀀텀닷(양자점)을 미래 디스플레이의 핵심 소재로 육성 중이다. 10년 이상 공을 들여온 신소재 연구의 쾌거로 SUHD TV로 가능성을 확인한 퀀텀닷의 활용처를 TV 뿐만 아니라 다양한 분야로 확장한다는 계획이다.

장혁 삼성전자 종합기술원 부사장(삼성펠로우)는 20일 서울 여의도 콘래드호텔에서 열린 인베스터스포럼에서 "차세대 디스플레이로 거론되는 퀀텀닷LED(QLED), 홀로그래픽, 3D 디스플레이는 곧 신소재(novel material)를 통해서 가능하다"면서 "그 중심에는 퀀텀닷이 있다"고 말했다.

퀀텀닷은 머리카락 굵기의 수만분의 1 크기인 나노미터 단위의 반도체 결정으로 2nm는 파란색, 6nm는 빨간색을 내는 등 입자 크기에 따라 색이 달라지며, 높은 발광효율과 정확한 색 표현에 더해 전력소모가 적으며 시간이 지나도 변하지 않는 뛰어난 화질과 내구성을 가진 것이 특징이다.

1980년대에 퀀텀닷의 효과가 발견된 이후 삼성전자는 미래 TV 디스플레이 기술로 '퀀텀닷'을 점찍고 10여년 전부터 종합기술원과 함께 퀀텀닷 원천 기술과 상용화 기술을 함께 연구해왔다. 이를 통해 지난해 세계 최초로 '카드뮴 프리(Cadmium Free·비(非) 카드뮴계)' 퀀텀닷 기술을 적용한 SUHD TV를 출시했다.

올해는 2세대 퀀텀닷 기술을 적용해 효율과 색재현율을 높인 SUHD TV를 주력 제품으로 내세우고 있다.

장 부사장은 "퀀텀닷을 활용한 LED 백라이트 TV는 95% 이상 색영역을 구현하면서 효율이 매우 높은 것이 특징"이라면서 "퀀텀닷 TV의 남은 도전 과제는 밝기를 더욱 높이고 시야각을 조금 더 늘리는 것으로 3세대 퀀텀닷 TV는 그렇게 될 것"이라고 말했다.

장혁 삼성전자 종합기술원 부사장이 26일 제주특별자치도에서 열리고 있는 '제9회 국제퀀텀닷컨퍼런스'에서 기조연설을 하고 있다. (사진=삼성전자)

퀀텀닷 소재는 전기를 받아 입자가 직접 발광하는 특성으로 레이저를 만들거나 미래 디스플레이 양자점발광다이오드(QLED)의 핵심 기술로도 활용할 수 있다. 장 부사장은 "삼성전자는 QLED(퀀텀닷LED)를 마지막 종착점으로 생각하고 있다"면서 "QLED는 궁극의 디스플레이가 될 것"이라고 말했다.

삼성전자는 디스플레이 뿐만 아니라 다른 분야로도 퀀텀닷 활용처를 넓혀나가겠다는 계획이다. 퀀텀닷은 빛을 받아서 전기신호로 바뀌는 것도 가능하기 때문에 이 특성을 활용하면 다양한 센서 분야로도 사용처를 넓힐 수 있다.

장 부사장은 "효율을 끌어올린 퀀텀닷 소재를 TV 뿐만이 아니라 새로운 기기에 적용할 수 있는 가능성도 충분하다"면서 "삼성은 퀀텀닷을 통해 성공 신화를 써나갈 것이며 이를 위한 도전을 계속해 나가겠다"고 말했다.

현재 TV 분야에서 경쟁 관계에 놓여있는 올레드와 비교에 대해서도 자신감을 드러냈다. 현재 대형 OLED 진영에서는 LG가 독자적으로 시장을 이끌면서 삼성의 퀀텀닷 LCD와 경쟁 관계를 형성하고 있다.

장 부사장은 "퀀텀닷 LCD의 주요한 장점 중 하나는 사이즈에 제한이 없다는 것으로 이러한 이유 때문에 삼성은 올레드를 스마트폰이나 태블릿 등 중소형 디스플레이만 활용하고 있다"면서 "이밖에도 퀀텀닷은 색재현율(color gamut)이 뛰어나고 생산비용이 30% 이상 적게 들며 효율성 측면에서도 올레드를 능가한다"고 말했다.

반면 현재 퀀텀닷의 단점으로는 시야각을 꼽았다. 컬러필터가 패널 중간에 위치하는 LCD의 특성상 시야각의 제한이 없는 올레드와 비교가 될 수 밖에 없다는 설명이다. 그럼에도 장 부사장은 내부적으로 대형 OLED 생산 기술을 확보하고 있지만 퀀텀닷 LCD를 통해 더 높은 성능을 낼 수 있기 때문에 굳이 제품화 할 필요성을 느끼지 못하고 있다"며 대형 OLED 생산 재개 가능성을 부인했다.