"삼성, 내년부터 차세대 디스플레이 QNED에 본격 투자 전망"

'명암비·응답속도·고휘도' 모두 OLED·마이크로 LED보다 우수

삼성디스플레이가 유기발광다이오드를 뛰어넘는 차세대 디스플레이로 퀀텀닷나노발광다이오드(QNED) 개발에 착수, 이르면 오는 2021년부터 본격적인 투자가 시작될 전망이다.

QNED는 나노미터(1㎚=10억분의 1미터) 크기의 반도체 입자인 퀀텀닷(QD)과 갈륨질소 발광다이오드(GaN LED)를 활용한 자체 발광 디스플레이를 말한다. 이는 이론상 유기발광다이오드(OLED) 대비 긴 수명과 높은 휘도, 낮은 전력소비, 번인 제거 등 강점을 갖춘 것으로 평가받는다.

임성실 유비리서치 전무는 16일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 '차세대 디스플레이 기술 및 산업 전망 세미나'에서 "QNED는 LCD(액정표시장치) TV에서 사용 중인 QD 기술과 OLED TV의 최대 장점인 명암비와 고속 응답속도, 마이크로 발광다이오드(마이크로 LED)의 고휘도 특성을 모두 갖춘 최고급 디스플레이"라며 "QNED가 상용화되면 LCD 위주의 대형 TV용 디스플레이 산업에 큰 변동이 생길 것으로 판단된다"고 강조했다.

6일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 '차세대 디스플레이 기술 및 산업 전망 세미나' 현장. (사진=지디넷코리아)

이어 "삼성디스플레이가 LCD 사업을 완전히 정리하는 상황에서 QNED의 출현은 삼성디스플레이가 수십조원의 대단위 투자를 할 수 있는 계기가 될 수 있다"며 "이는 중국 디스플레이 업체들이 LCD를 잇는 차세대 사업으로 OLED 투자를 적극 검토하고 있는 상황에서 중국 디스플레이 업체들의 차세대 디스플레이 기술 선정과 투자에 혼선을 줄 수 있다"고 덧붙였다.

실제로 시장에서는 삼성디스플레이가 대형 디스플레이 시장을 장악하기 위해 QNED 투자에 본격 나설 것으로 예측하고 있다. 이는 QNED의 갈륨질소 발광다이오드는 하나의 소자에서 다양한 빛의 파장을 동시에 얻을 수 있어 OLED 및 마이크로 LED 대비 생산단가 측면에서 유리하기 때문이다.

이충훈 유비리서치 대표는 이와 관련 "삼성디스플레이가 2021년 2분기부터 월 3만장 규모로 QNED 투자에 나설 것으로 예상된다"며 "삼성디스플레이가 월 3만장 규모로 QD OLED 라인 투자를 확정했지만, 추가 투자(월 9만장)는 QNED로 전환될 가능성이 매우 높다. QNED가 TV로 출시되면 프리미엄 TV 시장에서 WOLED(LG디스플레이의 대형 OLED 기술)를 잠식할 것으로 보인다"고 전했다.

삼성디스플레이가 개발 중인 QNED의 구조. (사진=지디넷코리아)

다만, QNED가 실제 TV에 적용돼 시장에 출시되는 시점은 기술적 난제로 인해 2021년 이후가 될 것으로 예측된다. QNED 화소층은 잉크젯프린팅 공정을 통해 원통형 모양의 나노로드 발광다이오드(나노로드 LED)로 구현되는데 대량 양산능력을 확보하는 데 시간이 필요하다는 게 이유다.

임성실 전무는 "삼성디스플레이의 QNED 특허에 따르면 나노로드 LED는 웨이퍼에 LED 구조층을 형성한 후, 레이저리프트오프(LLO)을 사용해 나노로드 LED를 분리하는데 분리면의 조도값이 높아 전극 컨택에서 불량 발생율이 높다"며 "이에 LLO 대신 케미칼리프트오프(CLO) 공법이 새로 적용될 것으로 예상되며, 이 밖에도 잉크젯 공정에서 분산성 확보나 유전영동힘(전기장하에서 입자가 한쪽 방향으로 흘러가는 힘)의 집중을 통한 나노로드 LED의 정밀도 향상, 화소 간의 휘도를 균일하게 유지하기 위한 나노로드 LED 개수 제어 기술 등의 기술개발이 이뤄지고 있다"고 설명했다.

한편, 삼성디스플레이가 개발 중인 QNED는 삼성전자 DS 부문 LED 사업팀이 갈륨질소 LED 기반의 나노로드 LED를 제조하고, 삼성디스플레이가 이를 잉크젯 프린팅 장비로 옥사이드 박막 트랜지스터 위에 배치하는 방식으로 양산이 이뤄질 예정이다.