퀀텀닷 tv 그것이 알고 싶다(Feat. QLED)

1. 퀀텀닷은 무엇인가

퀀텀닷이란 수천 개의 원자가 뭉친 덩어리로 지름이 10nm 크기 이하로 별도의 광원 없이 전압을 가하면 스스로 빛을 내는 양자점(반도체 결정체)을 의미합니다. 퀀텀닷의 지름이 짧을수록 푸른빛이 나오고 길수록 붉은빛이 나옵니다. 이것을 활용한 것이 퀀텀닷 TV 곧 삼성전자에서 출시한 QLED입니다.

 

기존의 디스플레이와 비교하여 퀀텀닷을 활용하면 색의 순도와 재현성이 우수하여 삼원색에 가장 가까운 색을 구현할 수가 있습니다.

 

퀀텀닷은 크게 두 가지 종류로 나뉩니다.

1) 전류를 받아 바로 빛을 내는 전계발광(EL) 방식

2) 빛을 받아 다른 파장의 빛으로 변화시키는 광발광(PL)

두 가지 종류가 있습니다. QLED TV는 두 번째 방식인 광발광(PL)에 해당합니다.

 

진정한 의미의 퀀텀닷을 활용한 디스플레이는 전자의 방식인 전계발광(EL) 방식이지만 현재 시판되어있는 QLED는 완전히 스스로 빛을 내는 퀀텀닷은 아닙니다.

 

지금의 QLED인 광발광(PL) 방식은 파란색 발광원을 뒤에 둔 후 적색과 초록색 빛을 내는 퀀텀닷 컬러필터를 부착하는 방식입니다. 뒤편의 푸름색 광원이 붉은색과 녹색의 컬러필터를 지나면서 합성하여 다시 빛을 발산한 방식입니다. 백라이트가 필요한 LCD와 기본 원리가 같기에 QD-LCD라고 표현하기도 합니다.

 

2. 스스로 빛을 내는 전계발광(EL) 방식은 가능할까?

퀀텀닷으로 푸른빛을 만들기 위해서는 지름이 짧아져야 합니다. 그러나 퀀텀닷이 작아지면 표면적이 넓어지는데, 이 표면에 결함이 없어야 높은 효율을 만들어냅니다. 넓어진 표면의 결함을 줄이는 작업이 힘들기에 청색광을 만들기 어렵습니다.

 

또한, 청색광은 여러 빛 가운데 에너지가 큽니다. 청색광을 내는 소재는 장기간 본연의 성능을 유지하기 어렵다는 점도 난제로 꼽힙니다.

 

최근 삼성전자의 연구팀은 이러한 난제를 해결하기 위해 불산과 염화아연 첨가제를 넣어 셀레늄화아연 결정 구조의 결함을 제거하여 효율과 안정성이 높은 청색광 퀀텀닷 합성 기술을 만들어냈습니다. 이를 활용하여 기존의 최대 효율인 19.8%보다  높은 20.2%의 발광 효율을 달성하였습니다.

 

3. 장점

- 퀀텀닷은 크기가 작고 특정 파장대의 빛만 내기 때문에 선명한 색을 드러내기 유리합니다.

- 두께를 얇게 만들 수 있어 마음대로 휘어지는 디스플레이 제작에도 적합합니다.

- 크기가 작아 세밀한 화소 표현이 가능합니다.

 

4. 단점

- 디스플레이의 가격이 높습니다.

- 현재의 퀀텀닷은 광발광(PL)방식으로 백라이트가 존재하기 때문에 OLED에 비해 명암비가 떨어집니다.

(백라이트를 가리는 방식이기 때문에 빛이 새어 나가는 현상으로 명암비가 줄어듭니다)

 

*명암비 : 밝은 부분과 어두운 부분의 비율