삼성디스플레이가 내년 가동을 목표로 준비 중인 퀀텀닷(QD)디스플레이 개발에 최근까지도 여러 고심을 하고 있는 것으로 10일 전해졌다. 핵심 기술인 QD 잉크젯 프린팅 장비 세부 사양과 대형 블루 유기발광다이오드(OLED) 소자 구성 등에서 아직 최종 결정이 남은 것으로 보인다.
QD디스플레이 픽셀 공정용 잉크젯 프린팅 장비를 수주한 세메스는 장비의 핵심 사양을 조정하고 있다. 삼성디스플레이는 잉크젯 프린팅 장비 전량을 삼성전자 자회사 세메스에서 받기로 했다. 세메스와 잉크젯 프린팅 장비 분야 선두업체로 꼽히는 미국 카티바의 잉크젯 프린팅 장비를 모두 평가한 뒤 내린 결정이었다.
그러나 장비 수주 뒤 계속된 개발 과정에서 잉크젯 프린팅 노즐이 막히는 문제가 발생했다. 세메스는 '노즐 막힘'을 해결하기 위한 잉크젯 프린팅 장비 사양 조정을 이달 끝낼 계획이다. 삼성디스플레이는 2018년 말부터 세메스에서 잉크젯 프린팅 장비를 받아 테스트를 해왔었다.
장비 업계 관계자는 "카티바와 함께 평가를 받을 때는 큰 문제가 없었다"며 "장비 선정 뒤 삼성디스플레이가 QD 잉크를 바꾼 것 같다"고 말했다. "QD 잉크를 바꾸고 난뒤에 문제 해결 과정이 경쟁 업체에게는 진입장벽이 될 것"이라고도 했다.
잉크젯 프린팅 장비와 함께 핵심 기술로 여겨지는 블루 OLED 발광원을 몇 층(스택, stack)으로 쌓는지도 올 상반기에 결정이 될 것으로 업계는 보고 있다. 소재 업체 고위 관계자는 "3스택을 기본으로 놓고 2스택에서 4스택까지 테스트하고 있다"며 "밝기와 생산단가 등이 종합적으로 고려될 것"이라고 말했다.
QD디스플레이는 OLED 소자에서 나온 블루 빛을 광원으로 쓴다. 블루 빛은 QD 픽셀(빛변환)에서 레드나 그린으로 변환된다. 변환된 레드(R), 그린(G)과 기존 발광원의 블루(B)를 합쳐 RGB 서브 픽셀을 형성한다. 이 과정에서 광원 밝기가 점차 떨어지게 된다.
블루 OLED 스택을 많이 쌓을 수록 밝기와 수명이 개선되나 생산단가는 올라간다. 올해 미국 CES 2020에서 삼성디스플레이는 4K 해상도 65인치 QD디스플레이 샘플 제품을 전시한 바 있다. 당시 블랙 표현이 다소 뜬다는 평가가 있었고, 이에 대해 밝기 때문에 OLED용 원 편광판을 붙이지 않은 것 아니냐는 해석이 나왔다.
OLED용 원 편광판은 외부 빛에 의한 반사광을 크게 줄이는 기능을 하지만 내부 디스플레이의 밝기까지 감소 시킨다. 디스플레이 학계 관계자는 "자발광 소자를 쓰기에 블랙이 뜨기가 어려운데 만약 떴다고 하면 외부빛에 의한 반사 때문일 가능성이 크다"며 "QD디스플레이 밝기가 생각보다 잘 안나왔던 것 같다"고 말했다.