[Tech 스토리] 삼성이 야심차게 픽한 디스플레이의 미래 먹거리 'QD'

기사입력 : 2020년12월13일 07:07

최종수정 : 2020년12월13일 07:07

QD(퀀텀닷), 크기에 따라 다른 색깔 구현
삼성디스플레이, QD디스플레이에 13조 투자
QD디스플레이 넘어 QNED...기술력으로 중국 대응

[편집자주] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = 영화 '어벤져스 엔드게임'을 보셨나요?

전편인 '어벤져스 인피니티 워'에서 지구는 악당 타노스의 '핑거 스냅'으로 인구의 절반이 사라지는 최대 위기를 맞게 되죠. 그러나 어벤져스 영웅들은 '양자(물리량이 취할 수 있는 최소량)역학'을 이용한 시간 여행을 통해 타노스를 물리치고 지구를 구해냅니다. 양자 세계는 우리가 눈으로 보고 직관적으로 생각하는 것과는 다른 방식으로 굴러간다는 아이디어가 이용된 공상과학이야기입니다.

이처럼 영화에서만 나오는 줄 알았던 양자가 사실은 꽤 오래 전부터 우리 가까이에 있었다고 합니다. 특히 최근에는 우리가 매일 접하는 디스플레이 분야에서 주로 언급되고 있는데요. 바로 양자점 즉, QD(Quantum Dot. 퀀텀닷)입니다. 오늘은 이 QD가 활용된 QD디스플레이에 대해 알아보겠습니다.

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = 퀀텀닷 크기에 따른 색 변화 [사진=삼성전자 뉴스룸] 2020.12.11 iamkym@newspim.com

◆ QD란

우선 QD디스플레이를 알아보기 전에 QD가 무엇인지 살펴보겠습니다.

QD는 수㎚(나노미터·1㎚는 10억 분의 1m) 크기의 반도체 입자를 뜻합니다. 우리말로 풀이하면 양자점이라고 불립니다.

QD가 디스플레이 업계에서 중요하게 활용되는 이유는 발광원을 통해 빛 에너지를 받은 QD가 스스로 색을 내기 때문입니다. 특히 입자가 아주 작기 때문에 같은 소재, 같은 방식으로 만든 반도체라고 해도 크기만 조절하면 각기 다른 색깔을 내는 것이 특징입니다.

예를 들어 약 5~6㎚ 크기의 QD가 빛 에너지를 흡수하면 오렌지 또는 빨간색의 파장에 해당하는 에너지를 방출하고, 이보다 작은 크기면 파란색 또는 초록색 범위의 빛을 방출하는 식입니다.

QD는 기본적으로 '코어(Core)+쉘(Shell)+리간드(Ligand)'의 구조로 이뤄져 있습니다. 코어가 발광을 담당한다면, 쉘은 발광 효율과 수명을 높여주기 위해 코어를 감싸고 있는 부분입니다. 가장 외곽에 존재하는 리간드는 나노 입자들이 뭉치지 않고 거리를 유지해 빛을 잘 낼 수 있도록 돕습니다.

QD의 가장 큰 장점은 빛 파장 폭이 좁아 색 순도가 높으며 전방위로 빛을 발산할 수 있는 점입니다. 이런 특성을 활용해 빛의 삼원색(빨강/초록/파랑)을 넓고 세밀하게 표현할 수 있어 기존 방식보다 자연색을 정확하게 재현할 수 있으며, 정면과 측면 간 휘도 및 색의 차이가 없도록 구현할 수 있습니다.

QD-OLED 구조. [사진=삼성디스플레이 블로그]

◆ LCD 접은 삼성디스플레이, QD디스플레이 '13조 투자'

현재 삼성전자가 야심차게 주력하는 프리미엄 TV 라인업은 퀀텀닷발광다이오드(QLED) TV인데요. QLED TV는 액정표시장치(LCD) TV 범주에 들어가지만 QD가 활용된다는 점에서 약간의 차별점이 있습니다.

즉 기존 백라이트에 QD 소재의 필름이 사용되는데요. 일반 컬러필터가 색을 걸러낸다면, QD 컬러필터는 오히려 색을 증폭시킨다는 점이 QLED TV의 강점입니다.

하지만 최근 중국의 저가 LCD TV 공세 속에 삼성은 LCD 이외에 새로운 돌파구가 필요했습니다. 이에 이재용 삼성전자 부회장이 디스플레이 산업의 미래 먹거리로 점찍은 것이 바로 QD디스플레이입니다.

지난해 10월 삼성디스플레이는 오는 2025년까지 13조1000억원을 QD디스플레이 생산을 위해 투자하겠다고 발표했는데요. 특히 최근 최주선 삼성디스플레이 신임 대표이사가 이달 중 QD디스플레이 패널 시험 생산에 돌입한다고 밝히면서 다시 한번 이슈가 되고 있습니다.

삼성이 이처럼 공들이고 있는 QD디스플레이는 QD와 유기발광다이오드(OLED)가 결합된 QD-OLED를 의미합니다. LCD에서 사용하는 백라이트가 아닌 블루 OLED를 발광원으로 사용하고 그 위에 QD 컬러필터를 입혀 색을 변환하는 형태입니다. 앞서 살펴 본 QD의 장점에 OLED의 장점이 더해지는 구조죠.

스스로 빛을 내는 OLED를 발광원으로 사용하기 때문에 검정색 구현에 더욱 유리합니다. 무엇보다 백라이트가 필요 없으므로 두께는 더 얇아져 '폴더블'이나 '롤러블' 등 다양한 디자인 변화도 가능하다는 것이 큰 장점입니다.

1일 충남 아산에서 열린 'QD 설비 반입식'에 참석한 이동훈 삼성디스플레이 사장(왼쪽에서 여덟번째)이 다른 관계자들과 화이팅을 외치고 있는 모습<사진=삼성디스플레이 제공>

◆ QD디스플레이 이후에는...'QNED'

디스플레이 업계에서는 QD디스플레이 다음으로 퀀텀닷나노발광다이오드(QNED)가 차세대 디스플레이 기술이 될 것으로 보고 있는데요. 현재 삼성디스플레이가 QD디스플레이와 함께 QNED 개발도 진행 중인 것으로 알려져 있습니다.

둘의 차이를 살펴보면, QD디스플레이가 발광원으로 블루 OLED를 쓴다면 QNED는 무기물인 블루 나노로드 LED를 사용합니다. 무기물을 발광원으로 사용해 유기화합물 기반 OLED의 가장 큰 단점인 '번인 현상(화면 잔상)'에서 자유롭다는 것이 특징입니다. 또 수명은 더 길어지고 전력 소모는 낮출 수 있습니다. 무엇보다 QD디스플레이와 구조상 차이가 발광원 뿐이기에 기존 생산공정과도 거의 유사한 형태라고 합니다.

삼성디스플레이는 지난 9월 국내외에서 이 QNED 관련 상표를 출원했는데요. 여기서 주목할 점은 LG전자가 먼저 QNED 상표 출원 움직임을 보였다는 점입니다. 앞서 LG전자는 삼성디스플레이보다 약 20여일 앞서 한국, 미국 등에서 QNED 등 상표권을 출원했습니다.

다만 아직까지 LG전자, LG디스플레이에서 QNED 관련 기술을 개발하고 있는지는 공식적으로 밝혀진 바가 없습니다. 일각에서는 삼성과 LG가 벌써부터 QNED를 놓고 상표권 경쟁에 돌입한 만큼, 미래에는 QNED가 차세대 디스플레이로 자리잡을 것이란 관측도 내놓고 있습니다.

최근 BOE 등 중국 업체들이 저가 LCD 공세와 더불어 QD 분야에 대한 투자도 늘리고 있다는 소식이 들려옵니다. 한국 기업들에 대한 추격의 고삐를 바짝 죄고 있는 분위기인데요. 이에 한국 디스플레이 산업을 우려하는 목소리도 작지 않습니다. 한국 기업들이 이에 맞서 타노스의 핑거 스냅과 같은 강력한 디스플레이 기술력 '한 방'을 보여주길 기대해봅니다.

iamkym@newspim.com

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"3초안에 13가지 암 찾는다" [서울=뉴스핌] 김용석 기자 = 혈액 검사 데이터만으로 3초 안에 13가지 조기 암을 찾아내는 시대가 열렸다. 미국 식약청(FDA)은 12일(한국시간) AI를 활용한 의료 시범 사업을 성공적으로 완료하고, 전 부문으로 확장할 것이라고 발표했다. 마틴 A. 마카리 FDA 박사가 이끄는 이번 계획은 올 6월 30일까지 모든 FDA 센터에 AI를 도입하는 것을 목표로 하고 있다. [사진= 뉴스핌 DB] FDA에 따르면 AI의료 혁신은 단순히 진단만 하는 게 아니라, 유전자 수준에서 향후 5년간 암 발생 확률을 예측할수 있게 됐다. 이 시스템에는 '거짓말 필터'가 내장돼 있어, 환자가 숨긴 병력도 감지할 수 있을 정도다. 특히 혈액 검사 데이터만으로 3초 안에 13가지 조기 암을 찾아낼 수 있으며, 정확도는 대형병원 의사를 능가하는 수준으로 알려졌다. 진료 비용은 인간 의사의 1/20에 불과하며. 다만, 매년 999달러의 'AI 사용 연회비'를 내야 한다. 마카리 박사는 "AI 시범 사업 성공에 큰 감명을 받았다. 검토 과정에서 많은 부분을 차지했던 비생산적인 반복 작업을 줄일수 있다. AI혁신 의료 기술은 새로운 치료법 검토 시간을 가속화하는 데 큰 가능성을 지니고 있다"라고 밝혔다. FDA의 신약평가연구센터(CDER) 신약평가과학국 부국장인 진중(진) 리우는 "이는 게임 체인저 기술이다. 3일 걸리던 작업을 몇분 만에 수행할 수 있게 되었다"라고 말했다. 새 AI의료 혁신은 FDA의 패스트트랙(그린 채널)을 통과해 다음 주부터 뉴욕 장로회 병원에서 시험 운영된다. fineview@newspim.com 2025-05-12 11:48

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와이스 호투...한화 12연승 날다 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 독수리가 마침내 12연승까지 날아올랐다. 김광현은 양현종과의 '레전드 매치'에서 웃었지만 김도영에 솔로 홈런을 허용했다. 화장한 날씨를 보인 이날 더블헤더를 포함해 8경기에 총 14만7708명의 관중이 입장해 역대 일일 최다 관중 신기록을 세웠다. 종전 일일 최다 관중은 지난해 6월 23일 역시 8경기에서 기록한 14만 2660명이었다. 단독 선두 한화는 11일 고척스카이돔에서 열린 키움과의 방문 경기에서 라이언 와이스의 호투를 발판 삼아 8-0으로 승리했다. 와이스는 8이닝 동안 삼진 9개를 뽑으며 1안타 무실점으로 키움 타선을 봉쇄했다. 라이언 와이스(왼쪽)와 노시환. [사진=한화] 한화가 12연승을 거둔 것은 빙그레 시절이던 1992년 5월 이후 33년 만이다. 당시 빙그레는 14연승까지 거뒀다. 한화는 3회초 2사 1, 3루에서 키움 포수 김재현의 2루 악송구 때 3루 주자가 홈을 밟아 1-0으로 앞섰다. 5회에는 2사 2, 3루에서 키움 선발 김윤하의 폭투로 1점을 추가한 뒤 노시환이 유격수 강습 중전 적시타를 때려 3-0으로 달아났다. 6회에는 이진영의 솔로 홈런과 이도윤의 적시타로 2점을 추가해 5-0으로 점수 차를 벌렸다. 한화는 9회초에도 3점을 보태 쐐기를 박았다. 대구에서는 문성주가 혼자 4타점을 뽑은 LG가 삼성을 7-4로 꺾었다. LG는 전날 더블헤더 1, 2차전을 포함해 3연승을 달린 반면 삼성은 8연패의 늪에 빠졌다. 1-3으로 끌려가던 삼성은 6회말 선두타자 구자욱이 좌중간 2루타로 포문을 열자 김영웅이 좌월 투런 홈런을 쏘아 올려 3-3 동점을 만들었다. 이어 르윈 디아즈는 우측 외야 스탠드 상단에 꽂히는 백투백 홈런을 터뜨려 4-3으로 역전시켰다. 문성주. [사진=LG] 하지만 LG는 7회초 2사 만루에서 문성주가 좌측 펜스 상단을 때리는 3타점 2루타를 터뜨려 단숨에 6-4로 다시 뒤집었다. 8회초에는 2사 만루에서 홍창기가 밀어내기 볼넷으로 1점을 보태 승부를 결정지었다. 더블헤더가 펼쳐진 인천에서는 SSG가 1차전에서 KIA를 8-4로 꺾었다. SSG는 4-1로 앞선 4회말에는 조형우의 적시타와 최지훈의 3루타 등으로 3점을 추가해 7-1로 달아났다. KIA는 5회초 최형우가 투런홈런을 날렸으나 더는 추격하지 못했다. KIA 선발 제임스 네일은 4이닝 동안 개인 최다인 7실점하고 무너졌다. 김광현과 양현종이 선발 대결을 펼친 2차전에서도 SSG가 5-1로 승리했다. KIA는 4회초 김도영이 좌중월 솔로홈런을 날려 선취점을 뽑았다. SSG는 6회말 채현우의 3루타 등 4안타와 볼넷 4개를 묶어 대거 5점을 뽑아 전세를 뒤집었다. 7이닝 1안타 1실점으로 호투한 김광현은 승리투수가 됐고 5.1이닝 3안타와 볼넷 2개로 3실점 한 양현종은 패전투수가 됐다. 김광현. [사진=SSG] 잠실에서는 NC가 두산을 맞아 더블헤더 1차전을 11-5로 이긴 뒤 2차전마저 5-2로 승리했다. NC는 7연승을 달리며 4위로 뛰어올랐다. 두산은 1차전 1회말 상대 실책 속에 양석환의 2루타와 볼넷 3개를 묶어 먼저 4점을 뽑았다. 그러나 NC는 2회초 두산 선발 콜 어빈의 제구가 흔들리는 사이 3안타와 4사사구로 6점을 뽑아 전세를 뒤집었다. 3회에는 안중열의 2루타로 2점을 추가한 NC는 4회에도 1점을 보태 9-4로 달아나며 일찌감치 승기를 잡았다. 천재환. [사진=NC] 2차전에서 NC는 2회초 천재환이 선제 솔로홈런을 날렸으나 두산은 2회말 1사 만루에서 김기연이 2타점 우전안타를 날려 전세를 뒤집었다. 그러나 NC는 3회초 4안타와 볼넷 2개로 4점을 뽑아 5-2로 재역전했다. 수원구장 더블헤더 1차전은 롯데가 6-1로 승리했으나 2차전은 kt와 1-1로 비겼다. 롯데는 1차전 1회초 전준우의 투런홈런 등으로 먼저 3점을 뽑았다. kt가 1회말 실책을 틈타 1점을 만회했으나 롯데는 3회초 전준우가 희생플라이로 다시 1점을 보탰다. 박세웅. [사진=롯데] 승기를 잡은 롯데는 6회와 9회에도 1점씩 보태며 승부를 갈랐다. 롯데 선발 박세웅은 6.1이닝을 4안타 1실점(비자책)으로 막고 시즌 8승(1패)째를 거둬 다승 단독 선두로 나섰다. 2차전에서 kt는 1회 안현민의 적시타로 선취점을 뽑았으나 롯데는 4회초 안타 없이 사사구 4개로 동점을 만들었다. 이후 양 팀이 점수를 뽑지 못하면서 무승부가 됐다. psoq1337@newspim.com 2025-05-11 22:32