퀀텀닷 디스플레이? 퀀텀닷은 무엇일까요?

퀀텀닷 디스플레이? 퀀텀닷은 무엇일까요?

 

 

 

2016년 TV 광고를 보다보면 삼성 TV 제품에 대하여 "퀀텀닷 디스플레이"라고 홍보하는
광고를 종종 보셨을겁니다. "퀀텀닷 초밀도 화질로 즐겨라"라는 슬로건으로 대중들에게
많은 사랑을 받고 있는데요. 아몰레드, OLED와 같은 단어들에 익숙해오다 갑작스럽게
떠오른 이 "퀀텀닷"이 무엇인지 알아보고자 합니다.

 

 

퀀텀닷?

 

퀀텀닷, QUANTUM DOT 이라는 용어를 말 그대로 풀어쓰면, 양자 크기의 점, 물질을 나눌때
가장 작은 최소의 단위인 양자 크기만큼의 (실제로 양자 크기보다는 크지만 그에 비견할
정도로) 점이라는 뜻인데요. 자체적으로 빛을 낼 수 있는 나노미터 단위의 반도체 결정입
니다. 기본적으로 물질은 빛을 투과 혹은 반사시킬때 그 크기에 따라서 반사되는 파장이
달라지며 다른 색상을 나타내게 되는데요. 기본적으로 퀀텀닷은 나노 단위의 초미세 반도체
입자의 크기에 따라 다른 색을 띄도록 하는 원리를 의미합니다. 자체발광이 가능한 이유는
나노 반도체 입자에서 빛의 파장을 흡수하고 제어하는 코어의 크기에 따라 제어 가능하도록
되어 있습니다.기본적으로 코어의 크기가 작으면 푸른 색을 띄며 코어의 크기가 클 수록 붉은
색 계열로 가까워지게 됩니다.

 

기본적으로 퀀텀닷의 크기는 나노미터 수준에 불과하며 나노미터는 1/10억M의 수준입니다.
이토록 작은 수준의 나노입자들에서 제각각으로 발광하는 컬러감은 기존 LCD와 동일한 발광
메커니즘을 가지고 있지만 발색에 있어서 압도적인 능력을 발휘하게 되는데요. 퀀텀닷 디스
플레이의 경우 R/G/B 각 영역에서 2의 10제곱 색상의 숫자만큼 색깔을 구현할 수 있으며 일반
디스플레이는 각 영역에서 2의 8제곱만큼의 색상 해석능력이 있다고 합니다.

각 영역에서 4배의 컬러감 향상이 있다면 R/G/B 전체적으로 보게 되면 4 X 4 X 4 = 64배,
기존 TV에 대비하여 64배 더 많은 색상을 이론적으로 구현할 수 있게 됩니다.

또한 기존의 LCD TV는 일반 형광물질에 LED 백라이트를 투과하는 기존 TV 대비하여 감광능력에
있어 퀀텀닷이 기존의 형광물질보다 우위선상에 있기에 보다 우수한 화질을 송출하게 됩니다.
LCD와 동일한 송출 메커니즘을 가지며 발광물질만 달라지는 구조이기에, 기존의 LCD 제작 단가에
비하여 큰 폭의 단가 상승이 없기에 OLED 대비하여 가격경쟁력 측면에서도 우위에 있다는 것 역시
강점이고요, 개별 입자들의 발광 구조이기에 디스플레이의 반응 속도 역시도 실질적으로 잔상을
느낄 수 없을만큼 기존의 LCD 대비하여 대폭 향상되었습니다.

 

이러한 퀀텀닷 기술의 근본은 나노 반도체 기술이기에 디스플레이 말고도 다양한 분야에서 활용
되고 있는데요. 제일 두각을 드러낼 것으로 예상되는 분야는 바이오 사업입니다.퀀텀닷의 크기
자체가 몸속의 혈관 및 조직세포들보다 작은 크기이기에 신체에 투입 시 거부감이 없을 뿐만
아니라, 자체적으로 발광하는 특성을 활용하여 다양한 질병들을 극 초창기에서부터 검출할 수
있는데요.가령 암세포를 진단하는 경우, 퀀텀닷에 암세포 검출 단백질을 탑재하여 몸속에 주입
하게 되는 경우 암세포가 발견될 경우 퀀텀닷을 발광시켜 암세포를 찾아내는 방식으로 이용되고
있으며 이러한 퀀텀닷 + 검출(OR 치료체)의 조합은 향후 미세혈관, 신경 치료, 뇌질환, 척추
질환 등 마이크로한 치료가 필요한 분야에 다방면으로 쓰일 것으로 주목되고 있습니다.

 

다만 퀀텀닷의 단점으로 꼽히는 가장 대표적인 것은 카드뮴이라는 존재인데요. 퀀텀닷 자체에는
카드뮴이 포함되어 있는데 아시다시피 카드뮴은 인체에 무해한 물질입니다. 과거 니켈 카드뮴
전지들이 그 유해성으로 세상에서 일순간 사라졌던 전례와 같이 카드뮴 자체는 인체에 치명적인
영향을 주게 되는데요. 특히나 앞 전에 언급하였던 바이오 치료 분야에 있어서도 카드뮴의 존재는
반드시 해결해야할 사항입니다. 이에 전 세계적으로도 카드뮴 프리 퀀텀닷 제작에 공을 기울이고
있습니다.

퀀텀닷은 현재 디스플레이 분야를 시작으로 주목을 받기 시작하였는데요, OLED 대비 저렴한 생산
단가와 자체발광 소자를 이용하여 OLED에 준하는 화질이 장점일 뿐만 아니라, 다방면에 활용될
것으로 보이는 차세대 기술입니다. 향후 카드뮴에 대한 완벽한 분리작업 / 대중화가 이루어진다면
디스플레이 뿐만 아니라 우리 생활 전반에 영향을 끼칠 수 있는 미래물질입니다.