알고 살아가자/일상의 지식 257

퀀텀 닷

수nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 크기의 아주 작은 반도체 입자인 퀀텀닷(QD·Quantum Dot)의 활용 분야는 무궁무진하다. 같은 물질로 만들어진 퀀텀닷이라도 크기에 따라 발광하는 색을 비롯한 전기적, 광학적 특성이 다르기 때문이다. 여러 응용 분야 중에서도 단연 퀀텀닷에 눈독을 들이는 건 TV, 모니터를 비롯한 디스플레이 시장이다. 총천연색 구현을 꿈꾸는 디스플레이 업계에서 퀀텀닷은 그 꿈을 실현할 새로운 소재이자 차세대 소재로 꼽힌다. 디스플레이에 퀀텀닷이 입혀졌을 때 가장 크게 기대할 수 있는 건 화질, 그중에서도 화질의 핵심 3요소 중 하나인 색의 표현이다. 디스플레이는 수많은 색을 표현하지만, 이를 위해 활용하는 색은 단 세 가지다. 삼원색(RGB)으로 불리는 빨간색, 초록색, 파..

삼성전자, TV를 위한 전략

삼성디스플레이가 퀀텀닷(QD) 디스플레이 투자를 본격화했다. 향후 삼성전자의 TV 전략에 영향을 미칠 전망이다. 21일 업계에 따르면 삼성전자는 TV 사업에서 퀀텀닷발광다이오드(QLED)와 마이크로LED ‘투트랙’ 전략을 펼치고 있다. QLED TV는 주력 제품, 마이크로LED TV는 시작 단계다. 앞서 삼성디스플레이는 오는 2025년까지 QD디스플레이 생산시설 구축 및 연구개발(R&D)에 13조1000억원을 투자한다고 밝혔다. 매년 2조원 이상 투입되는 대규모 사업이다. 신규 라인은 초기 3만장(8.5세대) 규모로 2021년부터 가동된다. 삼성디스플레이의 대형 분야를 책임질 것으로 보인다. QD디스플레이는 2021년 가동 예정인 만큼 당분간 투입될 수 없는 상황이다. 따라서 삼성전자는 기존 전략을 고수..

QD-OLED는 시작되는데..

신소재 기술이 일반 소비자들의 실생활에 닿기까지는 꽤 오랜 기간이 필요하다. 짧게는 50년에서 길게는 100년이 걸리기도 한다. 현존하는 최고의 디스플레이 중 하나로 평가받는 유기발광다이오드(OLED) 역시 1950년대에 처음으로 개발된 이후 수많은 시행착오를 거쳐 2013년경에 상용화에 성공했다. OLED 상용화는 한국이 주도했다. 세계 시장에서 TV 등에 쓰이는 대형 OLED 패널은 LG디스플레이가, 스마트폰 용으로 쓰는 중소형 OLED 패널은 삼성디스플레이가 이끌고 있다. 삼성전자가 최근 13조원에 달하는 투자 계획을 발표하며 이목을 끌고 있는 퀀텀닷(QD·양자점) 디스플레이는 비교적 '어린' 편에 속한다. 1970년대 벨 연구소의 루이스 부르스(Louis Brus) 박사와 러시아의 알렉세이 아키모..

삼성, QD는 OLED 기반 대형 디스플레이로의~ 정해진 길?

2014년 삼성디스플레이의 매출 실적과 영업 이익이 분기에 따라 심각하게 요동치자 연말에 BCG 컨설팅과 함께 경영 진단을 실시했다. 결론 중 하나는 Gen10 LCD 투자와 함께 TV용 대면적 OLED 투자로 알려져 있다. Gen10 LCD 라인 투자는 정보화 사회로 인해 확장되는 디스플레이 산업과 공격적인 투자를 지속하는 중국 디스플레이 업체들에 대한 대응 방안이며, 대면적 OLED 라인 투자는 LCD 보다 화질이 우수한 OLED TV 시장 확대에 대비하고 투자를 지속하고 있는 최대 경쟁 업체인 LG의 WRGB OLED TV 시장 확장을 견제하기 위한 전략으로 해석된다. 이 두 가지 방안은 디스플레이 전문가라면 누구나 도출할 수 있는 당연한 결론이다. 그러나 한국의 디스플레이 전문가라면 Gen10 L..

UTG, 초박형 강화 유리

삼성전자는 지난 14일 출시한 폴더블(접히는)폰 '갤럭시Z 플립'의 화면에 초박형 강화유리(UTG)를 채택했다. 지난해 첫 폴더블폰 '갤럭시 폴드'에 폴리이미드(PI)라는 플라스틱 소재를 사용한 것과 달리 유리 소재를 도입한 것이다. 플라스틱에 비해 주름이 거의 없고, 상대적으로 선명한 화면을 볼 수 있다는 장점 때문이다. 강화유리는 현재 모든 스마트폰 화면에 사용된다. 하지만 금속이나 플라스틱과 달리 외부 충격에 쉽게 깨지는 특성상 수시로 열고 닫아야 하는 폴더블폰 화면 소재로 사용하기는 불가능할 것이라는 전망이 지배적이었다. 이 때문에 일각에선 "Z플립 디스플레이는 유리가 아닐 것"이라는 루머까지 나왔다. 삼성전자는 어떻게 유리를 종이처럼 휘게 만들었을까. 이에 대해 소재공학 전문가들은 "어떤 물질이..

유연 디스플레이, 뒷 이야기~ 투명 폴리이미드

'플렉시블(Flexible) 디스플레이'는 부드럽게 휘어지고 자유롭게 구부릴 수 있는 형태의 디스플레이를 말합니다. 디스플레이가 깨지거나 부러지지 않고 휘어질 수 있는 것은 디스플레이 소재가 유리가 아닌 자유자재로 휠 수 있는 플라스틱 종류의 기판을 사용하기 때문입니다. 화면이 두루마리 휴지처럼 돌돌 말리는 플렉시블 디스플레이 소재는 플라스틱 OLED(POLED, Plastic OLED)인 플라스틱 소재 '투명 폴리이미드(CPI, Colorless Polyimide)' 필름으로 마감돼 있습니다. CPI 필름은 유리처럼 투명하지만 단단 플라스틱 소재로, 형태를 자유롭게 바꿀 수 있고, 압력을 가해도 쉽게 깨지지 않습니다. CPI를 살펴보기 전에 폴리이미드(PI, poly imide)를 먼저 알아야 합니다...

TV의 진화는~ 점점 더 빨라진다

평평하게 만들기도, 모서리를 꺾기도, 프레임을 없애도 봤다. 액정표시장치(LCD) TV가 대세로 자리잡은 후 TV에 여러 기술적 혁신이 있었다. 그러나 어느 것 하나 산업을 전환할 만한 힘을 갖지는 못했다. 과거 TV 산업의 발전 과정을 보면 화질 개선과 가격 인하, 실용성 개선 등 세 요건을 충족하는 기술이어야 세대를 바꾸는 큰 변화를 일으켰다. 최근 정보 통신 기술(ICT) 산업이 OLED를 주목하는 배경이다. 과거 가격이 대중화를 가로막는 걸림돌이었지만 공정 선진화와 양산 체제 구축, 제조사 증가 등으로 가격도 큰 폭으로 떨어지고 있다. 이에 따라 OLED로의 TV 세대 교체가 이뤄지고 있다. 국내외 TV 시장 동향과 OLED 기술의 발전 전략, 주요 기업의 움직임을 살펴봤다. 글로벌 시장 조사 업..

OLED, TV의 주류가 될까? 언제쯤?

TV 산업에서도 대전환의 바람이 불고 있다. 글로벌 TV 제조사들이 속속 유기발광다이오드(OLED) 진영에 참여하면서 액정표시장치(LCD)의 시대가 저물 조짐이다. OLED는 성능이 뛰어나지만 비싼 가격 때문에 TV 시장에 안착하지 못했다. 그러나 공정 선진화로 가격이 내려가고 있고, 메이저 기업들이 사업의 무게추를 OLED로 옮기고 있다. 글로벌 TV 제조사들은 앞다퉈 OLED 진출을 선언하며 판을 키우고 있다. 리샤오솽 샤오미 TV 부문장은 최근 중국 매체 IT즈자와의 인터뷰에서 “내년 1분기에 OLED ‘미(Mi) TV’를 내놓겠다”고 밝혔다. 샤오미는 OLED TV와 더불어 멀티플 스크린 TV, 마이크로 발광다이오드(LED) 전 단계인 ‘미니 LED TV’ 등도 선보일 계획이다. 미국 TV 제조사..

저온 다결정 산화물(LTPO) 박막트랜지스터(TFT)

스마트폰 디스플레이에 중요한 기술 변화가 예고됐다. 차세대 저전력 디스플레이로 주목받는 '저온다결정산화물(LTPO)-박막트랜지스터(TFT)' 기술이 상용화를 앞두고 있다. 12일 업계에 따르면 삼성디스플레이는 올 하반기 삼성전자에서 출시될 예정인 갤럭시 노트20(가칭) 탑재를 목표로 LTPO-TFT를 적용한 유기발광다이오드176(OLED176) 패널을 준비 중인 것으로 알려졌다. LTPO 디스플레이는 갤럭시 노트 시리즈 중 최고급 모델 적용을 계획하고 있으며, 애플도 차세대 아이폰 적용을 위한 LTPO 디스플레이 개발을 진행 중인 것으로 전해졌다. 업계 관계자는 “애플의 LTPO 아이폰 탑재는 2021년이 예상된다”고 말했다. 디스플레이 TFT 기술은 크게 아몰퍼스실리콘(a-Si), 저온다결정실리콘(LT..

OLED, 열 활성 지연 형광, TADF에 관하여

OLED 소자의 효율(양자 효율, 전류 효율, 전력 효율)은 기본적으로 발광층 특히 dopant 재료에 좌우되지만, 기타 전하균형 및 광추출 효율 등에도 영향을 받는다. 일반적으로 배면발광 방식의 OLED 소자에서 외부로 방출되는 빛의 효율(outcoupling efficiency)은 약 20~30% 수준으로 나머지 70~80% 정도의 빛은 유리 기판과 ITO 및 유기 소재층의 굴절률 차이에 의한 wave-guiding 효과와 유리 기판과 공기의 굴절률 차이에 의한 전반사 효과로 손실되는 것으로 알려져 있다. 따라서 완벽한 전하균형 및 100%의 양자 효율을 가지는 발광재료를 사용하더라도 최대 외부 양자 효율은 25%~30%가 된다. 따라서 OLED 소자의 효율을 높이기 위해서 소자 적층 재료 및 구조의..