아주 작은 크기의 반도체 입자인 ‘퀀텀닷’(작은 사진)을 디스플레이에 활용한 SUHD TV는 자연 그대로의 색을 재현해 준다. [사진 삼성전자]
최근 TV를 새로 구입했다면 ‘퀀텀닷(quantum dot·양자점)’이라는 생소한 용어를 들어봤을 것이다. 퀀텀닷은 머리카락 굵기의 수만분의 1 크기에 불과한 나노 반도체 입자를 말한다. 요즘가 전업계에서 퀀텃담 TV가 화제다. 자연스럽고 풍부한 색을 재현해 내기 때문이다. 나노 과학 분야에서 30년간 연구해 온 퀀텀닷 나노디스플레이 전문가인 미국 과학자 ‘폴 알리비사토스’에게 퀀텀닷을 주목해야 하는 이유를 물었다.
퀸텀닷 전문가 미 과학자 폴 알리비사토스
"퀀텀닷 적용한 디스플레이 별빛, 아침 햇살 생생히 담아 일반 LED TV보다 64배 정교"
-퀀텀닷 기술 개발로 지난해 미국 과학계 최고상을 수상한 것으로 알고 있다. 퀀텀닷을 쉽게 설명한다면.
“퀀텀닷은 머리카락 굵기의 수만분의 1에 불과할 정도로 아주 작은 크기의 반도체 입자다. 양자의 성질을 가지고 있으면서 점처럼 아주 작아 ‘닷(dot)’이라고 부르는 물질이다. 빛을 흡수하고 방출하는 효율이 높다. 디스플레이·태양전지·바이오·조명 같은 다양한 분야에서 활용할 수 있다.”
-퀀텀닷이 디스플레이에 어떻게 적용되나.
“퀀텀닷은 크기에 따라 다른 색을 띠게 된다. 예를 들어 2나노미터의 퀀텀닷은 푸른색을, 6나노미터의 퀀텀닷은 붉은색을 구현한다. 눈에 보이지 않을 만큼 작은 나노 사이즈여서 불순물 없이 순도 높은 색을 세밀하고 정확하게 표현할 수 있다. 퀀텀닷으로 디스플레이를 만들었다는 것은 디스플레이 안에 색상 재현을 위한 아주 다양한 크기의 퀀텀닷이 있다고 보면 된다.”
-퀀텀닷 TV의 특징은.
“나노 반도체 입자가 표현하는 자연스럽고 풍부한 색 재현력을 장점으로 꼽을 수 있다. 퀀텀닷은 머리카락 굵기의 수만분의 1보다도 작은 나노입자 하나하나가 색을 내기 때문에 마치 깨끗한 물에 풀어 놓은 물감처럼 순도 높고 정확한 컬러를 재현할 수 있다. 그 때문에 표현할 수 있는 색영역도 넓어져 더욱 풍부한 색을 TV 화면에서 볼 수 있다. 사람들은 아름다운 것을 보고 싶어 하는데 이를 표현할 수 있는 방법 중 하나가 색상이다. 퀀텀닷 기술은 사람들이 보고 싶어 하는 아름다움을 현실적으로 생생하게 포착해 주기 때문에 자연색 그대로를 TV에서 볼 수 있게 한다.”
-색채 구현력이 가장 큰 특징인가.
“그렇다. 퀀텀닷 TV는 일상에서 우리가 눈으로 보는 색과 매우 흡사한 색을 보여준다. 퀀텀닷 디스플레이를 갖춘 ‘삼성 SUHD TV’를 시청하는 순간 기존 TV로는 볼 수 없었던 밝기와 색을 곧바로 알아차릴 수 있다. 아주 작고 다양한 크기의 퀀텀닷이 빛을 내면서 생생한 디테일을 표현하기 때문이다.
-기존 TV와 어떻게 다른가.
“삼성전자가 최근 출시한 ‘퀀텀닷 디스플레이 SUHD TV’는 10억여 개의 색을 정확하게 구현한다. 1600만 개의 색을 구현하는 일반 LED TV와 비교하면 큰 발전을 이뤄낸 셈이다. 최신 HDR(High Dynamic Range) 기술과 접목해 밤하늘의 별빛부터 동틀 무렵의 아침 햇살, 한낮의 뜨거운 태양빛까지 숨겨져 있던 세밀한 색상을 구현할 수 있다. 기존 UHD TV보다 64배나 정교한 컬러를 보여주는 표현력도 강점이지만 에너지 효율이 높아 배터리로 사용하는 디바이스에 적용할 경우 색의 품질뿐 아니라 배터리 수명도 향상된다.”
-다른 장점을 꼽는다면.
“퀀텀닷은 시간이 지나면 잔상이 남는 유기물 소재가 아닌 무기물 소재이기 때문에 우수한 화질을 오랜 시간 유지하는 내구성이 좋다. 삼성전자가 차세대 프리미엄 제품으로 퀀텀닷 디스플레이를 채택한 것은 이러한 이유에서다. 삼성전자의 퀀텀닷 디스플레이는 유해 물질인 카드뮴을 사용하지 않은 친환경 퀀텀닷 디스플레이다. 이는 퀀텀닷 디스플레이 중에선 유일하다.”
-퀀텀닷 디스플레이의 미래는.
“퀀텀닷을 연구하는 입장에서 퀀텀닷 디스플레이를 채용한 삼성전자의 SUHD TV를 처음 봤을 때 무척 흥분됐다. 퀀텀닷 분야를 연구하는 많은 과학자와 기술자가 현재 수준을 넘어서는 기술을 개발하기 위해 노력하고 있다. 시간이 지나면서 이 기술이 어떻게 개발되고 현실화되는지 지켜보면 흥미로울 것이다. 퀀텀닷이 향후 디스플레이 업계의 표준이 될 것으로 기대한다.”
퀀텀닷 디스플레이 시초는 중세 성당의 ‘스테인드글라스’
인류의 역사에서 퀀텀닷이 처음 쓰이기 시작한 것은 중세 유럽으로 거슬러 올라간다. 성당 유리창을 장식하는 ‘스테인드글라스’에 퀀텀닷이 숨어 있다. 스테인드글라스는 유리에 납을 넣고 고온으로 가열해 만든다. 이 과정에서 납 화합물이 나노 입자 크기처럼 변하면서 여러가지 선명한 색을 내게 됐다.
중세 사람들은 유리에 납을 넣으면 다양한 색이 나온다는 것만 알았다. 왜 아름다운 색이 나오는지는 몰랐다. 20세기 들어서야 그것이 바로 ‘퀀텀닷’으로 밝혀졌다. 퀀텀닷이란 물질을 처음 발견한 사람은 1980년대 석유파동 직후, 에너지 위기 극복을 위해 태양전지를 연구하던 러시아 과학자 알렉세이 아키모프 박사로 알려져 있다. 이후 과학계에서 퀀텀닷에 대한 꾸준한 연구가 이어졌다. 2000년대에 퀀텀닷을 원하는 크기로 만들어낼 수 있는 기술이 개발된 이후 발전을 거듭해 요즘 TV 디스플레이에도 사용되고 있다.
삼성 퀀텀닷 디스플레이 SUHD TV
삼성전자는 혁신 기술을 도입해 ‘삼성 퀀텀닷 디스플레이 SUHD TV’를 내놓았다. 자연 그대로의 색을 정확하게 표현하는 것이 특징이다. 나노 크기의 퀀텀닷 입자 하나하나가 기존 TV보다 64배 정교한 색을 보여준다.
선명한 화질을 보여주는 기술인 ‘HDR(High Dynamic Range) 1000’을 적용했다. 표현할 수 있는 밝기가 1000nit(밝기의 단위)까지 가능해 업계 최고 수준이다. 어둠 속에 숨어 있는 이미지와 그림자 속에 가려진 디테일까지도 제대로 표현해 준다. ‘눈부심 방지 패널’을 적용해최상의 시청 환경을 만들어 준다. TV 뒷면에 나사 구멍을 없애고 복잡한 단자들을 정리할 수 있는 커버를 도입해 어느 각도에서나 깔끔한 ‘360도 디자인’이다.
한진 기자 jinnylamp@joongang.co.kr
