삼성, 스스로 빛내는 QLED 상용화 가능성 보였다

디스플레이 업계 최초로 삼성전자가 스스로 빛을 내는 자발광 QLED의 상용화 가능성을 입증한 최신 연구결과를 권위있는 학술지에 게재했다. QLED는 양자점발광다이오드(Quantum dot LED)의 줄임말로, 스스로 빛을 내는 소자로 2~10㎚ 크기의 반도체 결정인 양자점을 사용하는 기술이다.

관련 최신 연구결과 네이처 게재 #“삼성의 독자적 핵심 소재 기술로 #차세대 디스플레이 상용화 길 터”

연구 성과는 삼성디스플레이가 최근 밝힌 13조원 규모의 ‘QD 디스플레이’ 프로젝트에도 반드시 필요하다. 삼성은 유기 물질로 빛을 내는 OLED 대형 패널을 1차 생산하고, 그다음에는 무기 물질인 퀀텀닷을 소자로 활용한 무기 EL 디스플레이 양산을 목표로 하고 있다.

QD디스플레이 구조도

27일(현지시간) 영국 학술지 ‘네이처’는 QLED 소자의 발광 효율과 사용시간 향상을 골자로 한 삼성전자 종합기술원 소속 장은주 펠로우와 원유호 연구원의 연구 결과를 게재했다. 이들의 연구 결과대로 퀀텀닷 소재의 구조를 개선하는데 성공할 경우, QLED 소자의 발광 효율 21.4%를 달성할 뿐더러, 소자 구동 시간도 업계 최고 수준인 100만 시간(휘도 100니트 반감수명 기준)까지 구현 가능하다.

QLED는 전류를 흐르게 하면 무기 물질인 반도체 결정, 퀀텀닷이 스스로 빛을 내는 방식(무기EL, 무기 Electron Luminescence)이다. 자발광 소재로 유기 물질을 사용하는 OLED(유기발광다이오드)와 차이점이 있다. 유기 물질을 쓰지 않기 때문에 OLED의 태생적 약점인 ‘번인’(잔상) 문제에서 상대적으로 자유롭다.

현재 삼성전자는 백라이트가 필요한 액정(LCD) 패널에 퀀텀닷 시트를 덧대 QLED TV를 생산하고 있다. 빛을 받아야만 발광하는 방식(PL)을 삼성이 QLED로 호칭하는 이유는 무기 EL 방식의 QLED를 TV로 양산하려면 퀀텀닷의 발광 효율, 소자 수명 문제 등을 극복해야 하는 난제가 있기 때문이다.

이번 연구결과를 통해 QLED 상용화에 따르는 난제들을 극복할 가능성을 충분히 발견했다는 것이 삼성전자 내부의 평가다. 장은주 펠로(교신저자)는 “삼성의 독자적인 핵심 소재 기술로 차세대 디스플레이 상용화 가능성을 보여줬다”며 “앞으로 새로운 구조의 퀀텀닷을 활용한 친환경 디스플레이의 개발 범위가 확대되기를 기대한다”고 말했다.

원유호 전문연구원(제1저자)은 “이번 연구는 퀀텀닷 소재가 만들어지는 메커니즘을 이해해 쉘(발광 효율과 안정성을 높여주는 역할을 맡는 층) 두께에 상관없이 고효율의 퀀텀닷을 만드는 방법을 개발했다는 데 의미가 있다”고 설명했다.

김영민 기자