디스플레이의 한계는? OLED서 QD(퀀텀닷)까지! [우리가 몰랐던 과학 이야기] (206)

몇년 전까지만 해도 디스플레이를 구부리거나 접었다 폈다 하기는 미래를 다루는 SF(공상과학) 영화에서만 할 수 있는 줄로만 여겼습니다. 롤러블, 폴더블 디스플레이는 이제 주변에서 쉽게 볼 수 있는 기술이 되었는데요. 꿈의 화질을 구현했다는 평 등 차세대 디스플레이라 불리던 OLED(유기발광다이오드)가 빠르게 시장을 장악하고 있기 때문입니다.

OLED와 어깨를 겨루는 QD(퀀텀닷) 기술까지 등장해 앞으로 어떤 새로운 디플레이가 나올지 기대가 됩니다. 빠르게 변하고 있는 디스플레이 생태계에서 LCD(액정표시장치)에 이어 OLED와 QD는 어떤 기술을 기반으로 하는지 알아보겠습니다.

◆뒤에서 빛을 쏴 줘야 하는 LCD

LCD는 ‘Liquid Crystal Display’의 약자입니다. 액정(Liquid Crystal)이란 액체와 결정의 중간 성질을 지닌 화합물로, 전압이나 온도에 의해 분자 배열이 변하며 색이나 투명도까지 달라지는 특성을 지니고 있습니다.

LCD 패널은 크게 백라이트와 편광판, 액정 등으로 되어 있습니다. 광원 역할을 하는 백라이트에서 빛을 쏘고, 이 빛이 2개의 편광판 사이에 들어가 있는 액정을 투과하면서 영상을 표시하는 방식입니다. LCD는 대형 TV, 디지털 카메라와 컴퓨터 모니터 등 우리 생활의 전자기기에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다.

◆스스로 빛을 내는 OLED

OLED(Organic Light Emitting Diode)는 형광성 유기 화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 현상을 이용한 디스플레이입니다. 스스로 빛을 내는 자체 발광형 유기물질입니다. OLED는 백라이트 없이 소자가 자체 발광을 하기 때문에 LCD에 비해 더 선명하며, 얇게 디자인이 될 수도 있습니다.

둘둘 말리는 롤러블, 투명 디스플레이 등이 바로 OLED입니다. 화면이 구부러지거나 말리더라도 화질에 영향을 주지 않아 TV와 모니터, 휴대용 전자기기, 웨어러블 시장에서 빠르게 LCD를 대체하고 있습니다.

◆퀀텀닷, 다스플레이

시장은 벌써 꿈의 디스플레이라 불리던 OLED를 넘어선 차세대 기술을 개발하는데 관심을 돌리고 있는데요.

그 한 예가 바로 QD(Quantum Dot)입니다. 자체 발광하는 소자를 활용한다는 점에서 OLED와 유사하지만, 그 소재로 유기 화합물 대신 나노미터(㎚·10억분의 1m) 크기의 무기물인 양자점(퀀텀닷)을 사용합니다. QD는 OLED보다 색 재현력이 좋은 것으로 알려져 있습니다.

◆나노 LED, QNED

LG전자가 미니 LED(발광다이오드)와 독자 고색재현 기술을 적용해 한차원 업그레이드 된 프리미엄 LCD(액정표시장치) TV 라인업을 새롭게 선보였다. 사진은 퀀텀 나노셀 컬러 테크놀로지와 미니 LED를 적용한 ‘LG QNED TV’. LG전자 제공

QD 디스플레이 QD-OLED를 나노 LED(발광다이오드)로 대체한 것이 바로 QNED(Quantum Nano Emitting Diode)입니다. NED(Nano-Rod LED)는 막대 모양의 LED로, 무기물인 질화갈륨(GaN)을 써 OLED보다 수명이 길고 번인 현상이 적습니다.

번인은 똑같은 화면이나 이미지를 장시간 켰을 때 꺼도 그 이미지 등이 사라지지 않는 현상을 가리킵니다.

◆OLED 핵심 기술의 국산화

디스플레이 시장은 TV와 모니터, 스마트폰, 노트북 등 디지털 기기의 증가에 따라 더욱 발전하고 커지고 있습니다. 삼성전자의 폴더블 스마트폰, 노트북, ‘아이폰’과 ‘아이패드’, ‘닌텐도 스위치’ 등이 OLED 패널을 탑재하기 시작하면서 본격적인 시대가 열렸다고 알렸습니다.

한화솔루션은 최근 OLED 패널의 핵심 소재인 파인메탈마스크(FNM) 관련 기술을 보유하고 있는 더블유오에스를 인수했는데요. FMM은 OLED 패널 제조공정의 핵심 부품으로, 마이크로미터(㎛·100만분의 1m) 크기의 초미세 구멍 수천만개가 촘촘히 뚫려있는 초박형 금속판입니다.

FMM에선 현재 일본이 세계 시장의 90%를 점유하고 있습니다. LED 핵심 기술의 국산화를 통해 국내 디스플레이가 세계 시장에서 우위를 지니는데 기여할 수 있도록 연구·개발(R&D)을 계속하겠습니다.

한화솔루션 블로거