'QD디스플레이' 검색 결과

대략 10년 전의 기억이다. 번잡한 쇼핑몰 내부의 길을 지나가 갑자기 멈춰 섰다. 유리와 같은 투명한 배경에 영상이 떠오르며 움직이다 사라지는 장면이 보였기 때문이다. 가까이 가서 자세히 보니 분명 디스플레이처럼 얇은 유리판이었다. 그 뒤에는 하얀 쇼윈도로 구성된 공간이 있고, 영상으로 홍보하는 상품이 함께 전시되었다. 설명을 찾아보니 삼성에서 만든 일종의 시제품이라고 했다. 뒷 공간이 보이는 투명한 배경에 떠오르는 화려한 이미지의 영상은 마치 한편의 마술 같았다. 백라이트를 어떻게 처리했는지, 검은색이 투명하게 나타나는 것인지 의문이 꼬리를 물었지만 보이는 것 자체가 모든 질문을 삼켜버렸다. 투명은 인류의 꿈이자 환상이었다. 영화에서 보이는 유령의 이미지는 항상 반투명하게 나타나고, 영화 <해리포터>나 애니메이션 <도라에몽>의 투명 망토처럼 주인공을 숨겨 주기도 한다. 이미 세상을 떠난 가수를 홀로그램으로 부활시켜서 무대에 세우는 시도로 시작해서, 이제는 K-pop 가수들이 홀로그램 무대에 항상 출연하는 상설 공연장도 인기를 끌고 있다. 그만큼 투명은 마술적이다. 색의 시작과 끝은 투명이다  투명은 색이 없는 것처럼 보이지만, 모든 색깔의 빛이 모여서 만들어진다.아이작 뉴턴(Isaac Newton)이 1704년 영국에서 빛과 색채의 관계를 연구하여 발표한 <광학(Opticks)> 저술에는 하얀색의 투명한 빛에서 무지개색의 컬러 스펙트럼이 갈라져 나오는 것을 증명하는 묘사가 나타나 있다. 백색광으로 인식한 투명한 빛은 사실 모든 색상의 빛이 한데 모인 것이라는 증명이다. 색채의 가산 혼합으로 정리된 뉴턴의…

지난 시간에는 QD디스플레이의 구조를 LCD와 비교해 살펴보고 QD디스플레이의 장점 중 QD 입자 사용에 의한 장점을 먼저 설명드렸습니다. ☞ 이전편 바로가기 : [디스플레이 심층 탐구] QD디스플레이 기술 원리 ① 이번 시간에는 QD디스플레이의 장점 중 Blue 발광원 사용에 따른 장점과 삼성디스플레이만의 차별화된 기술에 의해 구현되는 장점을 소개해 드립니다. QD디스플레이 장점 2 – Blue 발광원 Blue 발광원 사용에 따른 장점으로는 대표적으로 ① 명암비 ② Halo Free ③ 응답속도 ④ Eye Health를 꼽을 수 있습니다. ① 높은 명암비 명암비는 말 그대로 디스플레이에서 가장 밝은 화면과 가장 어두운 화면의 차이를 숫자로 나타낸 것입니다. 그런데 일반적으로 디스플레이는 광원의 제약이나 소비전력 등의 문제로 화면을 밝게 보여주는 데 한계(최대 3,000nit 이하 수준)가 있는 반면, 어둡게 보여 주는 데는 한계가 없습니다. 그냥 광원을 꺼서 완전한 블랙을 만들면 되기 때문이죠. 굉장히 쉬운 얘기지만 LCD에서는 불가능한 얘기가 됩니다. LCD는 백라이트유닛(BLU; Back Light Unit)을 광원으로 사용하는데, 백라이트유닛은 픽셀마다 밝기를 개별적으로 조절하는 것이 불가능에 가깝기 때문에, 차선책으로 일정 영역별로 조절(디밍)하고 있으며, 이러한 이유로 완전한 블랙이 포함된 화면을 보여주는 데 한계가 있습니다. 하지만 QD 디스플레이의 Blue 발광원은 LCD와 달리 개별 픽셀 단위로 광원을 조절할 수 있습니다. 예를 들어 4K 해상도의 QD디스플레이는 약 830만 개(3840…

1829 년 독일의 물리학자 칼 브라운이 그의 이름을 딴 브라운관 디스플레이를 개발한 이후, 1940년대 미국을 시작으로 TV가 본격 양산되기 시작하면서 디스플레이 기술은 혁신적인 발전을 거듭해 왔습니다. 2000년대에 들어서면서 슬림 브라운관, 프로젝션 디스플레이, PDP, LCD 등 다양한 기술들이 시장에서 경쟁하였으나 생산성, 사이즈 다양성, 가격 경쟁력 등 다양한 면에서 우위를 차지한 LCD는 현재에도 대형 디스플레이 시장의 주류를 이루고 있습니다. 하지만 디스플레이 기술의 발전은 LCD에서 멈추지 않았고, QD(퀀텀닷), OLED, 마이크로 LED 등 다양한 신기술 개발로 이어지면서 다시 새로운 시대로의 전환을 만들어 내고 있습니다. 그 가운데 삼성디스플레이가 차세대 대형 디스플레이 기술로 개발하고 있는 QD디스플레이는 다양한 제품 경쟁력을 가지고 예전에 LCD가 그랬던 것처럼 경쟁 기술들을 누르고 왕좌에 오를 준비를 하고 있습니다. 그럼 지금부터 QD디스플레이(Quantum Dot Display)는 어떤 제품·기술이며 어떤 경쟁력을 갖추고 있는지 소개하겠습니다. QD디스플레이의 구조 및 발광 원리 QD디스플레이의 구조를 알아보기에 앞서 우리가 흔하게 볼 수 있는 LCD의 구조를 먼저 살펴보겠습니다. LCD의 구조와 비교해 보면서 QD디스플레이의 구조를 더 쉽게 이해할 수 있기 때문입니다. LCD는 자체발광 방식이 아니기 때문에 반드시 백라이트유닛(BLU; Back Light Unit)이라고 불리는 빛을 내는 광원이 필요하고, 이 광원의 빛을 효율적으로 사용하기 위해 BLU 위에 다양한 시트와 필름들을 사용합니다. 그리고 그 위에 액정(Liquid Crystal)을 조정해 주는 전자 회로 층인 박막트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)층, 픽셀 별로…

‘QD(Quantum Dot, QD)란 무엇일까?’ 두 번째 시간. 오늘은 QD 입자의 특징과 활용 분야에 대해서 살펴보는 시간을 갖겠습니다. QD의 특징은? ① 발광 (Photoluminescence & Electroluminescence) QD의 가장 큰 특징 중 하나는 입자 크기에 따라 나타나는 색상입니다. 같은 조성으로 된 QD를 만들더라도 크기에 따라 서로 다른 색상을 나타내는 재미있는 모습을 보여줍니다. QD가 색을 내는 방법은 크게 2가지입니다. 먼저 외부로부터 빛(photon, 광자)의 형태로 특정 파장의 에너지가 주입되어 QD가 빛을 내는 경우로 ‘광 발광(PL; Photoluminescence)’이라고 합니다. 다른 하나는 양쪽 전극에서 전자와 정공의 형태로 전기적 에너지가 주입되어 QD가 빛을 내는 경우로 ‘전계 발광(EL; Electroluminescence)’이라고 합니다. 광 발광은 푸른색의 광원을 QD 입자로 쏴 주어 빨간색, 초록색 등의 빛을 내는 색 변환 물질로써 QD를 이용하는 방법으로 비교적 조절이 용이해 이미 디스플레이 산업분야에서 활발하게 적용되고 있습니다. 반면, 전계 발광의 경우 발광 특성 외에도 전기적인 특성을 조절해야 하는 어려움과 안정성 문제로 아직까지는 연구 단계에 머물고 있습니다. 이러한 발광 현상은 빛 또는 전기 에너지를 흡수한 퀀텀닷 내의 전자가 가전자대에서 전도대로 이동한 후, 그 자리에서 생긴 정공과 재결합하는 과정에서 발생합니다. QD 연구 초기에는 발광 효율이 그리 좋지 못하였는데요, 그 이유는 여기(원자의 에너지 준위가 증가) 된 전자가 발광하지 않는 다른 경로로 이동하는…

☞ 이전편 바로가기 : [퀀텀닷 완전정복] 제4화 친환경 퀀텀닷-① 인체 유해한 카드뮴을 없애다!   3-5족 퀀텀닷 개발한 삼성 배완기 성균관대 나노공학과 교수는 “현재 퀀텀닷 연구에서 카드뮴으로 대표되는 12족 원소를 16족 원소와 합성(2-6족 퀀텀닷)하는 방식은 거의 사용되지 않는다”며 “대부분 13족 원소를 15족 원소와 합성(3-5족 퀀텀닷)하는 연구를 진행중”이라고 말했다. 하지만 퀀텀닷의 장점을 살리는 데 가장 적합한 원재료였던 카드뮴을 다른 물질로 대체하는 게 말처럼 쉽지는 않다. 인듐으로 대표되는 13족 원소에 15족 원소를 합치면 합성하는 과정과 결과물의 성능 모두에서 문제가 나타난다. 우선 3-5족 퀀텀닷은 2-6족 퀀텀닷보다 합성하기 어렵다. 2-6족이 결합하는 힘보다 3-5족의 결합력이 약하기 때문이다. 배 교수는 “3-5족 퀀텀닷을 합성하기 위해 화학 반응이 더 잘 일어나도록 반응성이 높은 물질을 추가하거나 더 높은 온도에서 합성해야 한다”며 “반응성이 높다는 건 곧 폭발 위험성이 높다는 뜻이기도 해서 산업 현장에서 적용하려면 더 까다로운 관리가 필요하다”고 말했다. 퀀텀닷의 성능 역시 3-5족 퀀텀닷이 떨어진다. 여기서 퀀텀닷의 성능이란 디스플레이와 바이오이미징 분야에서는 색 순도와 열 안정성 등을, 태양전지에서는 광전환 효율을 말한다. ▲ 2-6족과 3-5족 최초로 합성에 성공한 퀀텀닷의 코어는 12족에 속한 카드뮴을 16족의 셀레늄과 합성해 만들었으나, 최근에는 인체에 유해하지 않은 13족의 인듐에 15족 원소인 인(P)이나 비소(AS)를 합성한다. 다만 인듐 기반 퀀텀닷은 카드뮴 기반 퀀텀닷보다 결합력이 떨어져 합성하기도 어렵고 성능, 특히 안정성(수명)이 떨어진다.   정소희 성균관대 에너지과학과 교수는 “카드뮴이나 납 같은 중금속이 경금속인 인듐보다 빛을 흡수하는…

수nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 크기의 아주 작은 나노입자인 퀀텀닷(QD·Quantum Dot). 퀀텀닷의 가장 큰 특징은 같은 재료로 만들더라도 크기를 조금만 달리하면 발광하는 색을 비롯한 전기적, 광학적 특성을 다양하게 조절할 수 있다는 점이다. 이는 다양한 분야에서 주목할만한 장점이다. 예를 들어 µm(마이크로미터·1µm는 100만분의 1m) 이상 크기의 물질을 이용할 때는 기존과 다른 특성의 물질을 만들기 위해 새로운 원재료를 찾아야만 했지만, 퀀텀닷은 굳이 새로운 원재료를 찾지 않아도 입자 크기만 조금 다르게 만들면 원하는 특성을 갖는 물질을 얻을 수 있기 때문이다. 이에 천연색을 구현하고자 하는 디스플레이, 기존 재료로는 광전환 효율의 한계가 명확했던 태양전지, 신체 조직을 뚫고 나올 수 있는 가시광선과 근적외선이 필요한 바이오이미징 등 여러 분야에서 퀀텀닷을 활용하기 위해 연구가 진행되고 있다. 각 분야에 특화된 퀀텀닷을 만들기 위한 연구가 치열하지만, 그럼에도 모든 분야에서 공통으로 우선시하는 것이 하나 있다. 바로 퀀텀닷의 원재료를 친환경 재료로 대체하는 것이다.   인체에 유해한 카드늄, 다른 물질로 대체 최초의 퀀텀닷은 카드뮴에서 나왔다. 1982년 최초로 발견된 퀀텀닷도, 1993년 처음으로 실험실에서 합성하는 데 성공한 퀀텀닷도 모두 카드뮴이 핵심 원재료다. 카드뮴은 은백색의 금속으로, 칼로 자를 수 있을 만큼 부드러워 변형하기 쉽고, 전기전도성이 뛰어나다는 장점이 있다. 다른 물질과 혼합도 잘 돼 또 다른 장점을 보탠 화합물로 만들기도 쉽다. 그래서 이미 1800년대 미술가들은 카드뮴을 황화합물과 섞어 빨간색과 노란색 안료를 만들었고, 1930년대에는 자동차나 비행기의 부식을 막기 위한 도금 재료로 사용했으며,…

영화관의 스크린은 초대형 사이즈를 통해 영상을 실감나게 전달해 줍니다. 특히 IMAX 영화관의 경우에는 강력한 몰입 경험으로 더욱 현실적으로 느끼게 됩니다. 이처럼 대형 디스플레이가 가져다 주는 몰입감은 중소형 디스플레이에서는 느끼기 어려운 특징으로 꼽힙니다. 오늘은 중소형 디스플레이의 미래를 다룬 ‘디스플레이 미래 기술 전망 Part.1’에 이어 앞으로 상용화되거나 미래에 등장할 것으로 예상되는 대형 디스플레이 기술의 종류와 특징에 대해서 살펴보겠습니다.   입자의 크기가 색을 결정한다 – 빛의 마법사 ‘QD(Quantum Dot)’ QD(Quantum Dot, 양자점물질)는 지름 수 나노미터(㎚) 이하 크기의 초미세 반도체 입자를 말합니다. 1나노미터는 10억분의 1미터로, 머리카락 두께의 6만분의 1 정도의 크기를 갖는 단위입니다. QD는 무기물 소재로 2~10㎚ 크기의 중심체(Core)와 껍질(Shell)로 이루어지며 이를 고분자 코팅이 감싸고 있는 구조입니다. QD는 1970년대 에너지 위기 극복을 위해 태양전지를 연구하는 과정에서 벨 연구소의 루이스 부르스(Louis Brus) 박사와 러시아의 알렉세이 아키모프(Alexei Ekimov)박사에 의해 처음 발견됐습니다. QD는 다양하고 순도 높은 빛을 발광한다는 점과 화학적 특성이 우수하다는 점에서 디스플레이, 태양전지, 바이오 센서, 양자 컴퓨터 등 다양한 분야에 사용될 것으로 전망되고 있으며, 이 중에서 QD를 형광 물질 혹은 발광 물질로 사용해 디스플레이의 특성을 향상시키거나 디스플레이 자체로 활용하는 것을 QD디스플레이라고 합니다. QD가 독특한 점은 동일한 입자임에도 불구하고, 빛을 비추거나 전류를 공급했을 때 입자의 크기에…