양자점발광다이오드(QLED) 시장이 향후 AR/VR, 차량용 디스플레이 등으로 확대될 것이라는 전망이 나왔다. IMID 2023 수상자인 곽정훈 서울대학교 전기정보공학부 교수는 지난 15일 ⟪와이일렉⟫이 개최한 ‘IMID 2023 X 와이일렉 금요세미나’에서 ‘양자점발광다이오드(QLED)의 기술 현황 및 전망’에 대해 발표했다. 곽 교수는 자발광 디스플레이 상용화를 위한 QLED 수명 향상을 연구하고 있으며 지난 8월 머크 젊은 과학자상을 수상한 바 있다. 퀀텀닷(Quantum Dot)은 양자점이라고도 불리며 수백에서 수천 개의 원자들의 결합체다. 매우 작은 반도체의 특성을 가지고 있어 외부 자극에 의해 스스로 빛을 낼 수 있다. 용액공정을 통해 만들어지며 ‘코어’를 얼마나 균일하게 합성하는지가 중요하다. 코어 부분이 균일해야 빛을 잘 발광할 수 있기 때문이다. 퀀텀닷은 LCD(액정표시장치)에 비해 표현할 수 있는 색상의 영역이 넓으며 블랙 표현도 다양하다. 곽 교수는 “LCD는 화이트 LED를 백 라이트로 사용해 색의 경계가 분명하지 않고 한정적이지만 QLED는 자발광이라 경계도 분명하며 소재의 스펙트럼으로만 점을 찍어도 색상 표현 영역이 넓다”며 “QLED 제품들은 LCD보다 색상 표현, 밝기, 해상도 등 디스플레이 화질 측면에서 우수하다”고 밝혔다. 향후 QLED 제품의 시장 확대 가능성도 전망했다. 그는 “앞으로 퀀텀닷은 AR/VR 등 미니(Mini), 마이크로(Micro) LED, 차량용 디스플레이에 사용될 수 있을 것”이라고 예측했다. 시장조사기관 IDC에 따르면 AR/VR 시장은 2027년까지 연평균 성장률 32.6%이며 전 세계 AR/VR 헤드셋 기기별 전망은 2026년 2500만대에 달할 전망이다. 그는 “퀀텀닷이 높은 수준으로 전류인가가 가능하고 화질 측면에서 장점이 있지만, 미니, 마이크로 LED 시장의 기술 난이도는 매우 높다”며 “미니 LED는 퀀텀닷을 어떻게 패터닝하며 높게 쌓으며 두께는 얇게 만들지에 대해 고민이 있고, 마이크로 LED의 경우 반도체 공정의 리소그래피를 사용할 경우 성능이 하락하기 때문에 적절한 리소그래피 공정을 개발할 필요가 있다”고 말했다. 차량용 디스플레이의 경우 곡선 형태가 가능해야 한다. 곽 교수에 따르면 LCD는 곡선이 불가능하고 OLED는 곡면을 만들 수는 있지만 작동성이 떨어진다. QLED가 지속적으로 개발된다면 차량용 디스플레이 시장은 향후 진입 가능할 것으로 예상된다. 진출 가능한 시장은 있지만, 기술적 과제는 쌓여 있다. 곽 교수는 “미니, 마이크로 LED를 위한 패터닝, 리소그래피 공정 외에도 풀컬러 디스플레이를 구현하기 위한 패터닝 기술, 퀀텀닷과 주변 소재 기술 개발 등을 통해 안정성과 효율을 높여 나가야 한다”고 설명했다.

디일렉=이민조 기자 [email protected]
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