"삼성디스플레이, QNED 상품화 앞당겼다" 유비리서치

QNED 특허 94건 분석

2020-11-12 이기종 기자

지난

삼성디스플레이의 퀀텀닷 나노로드 발광다이오드(QNED) 기술이 내년에 양산장비에 투자해도 큰 지장이 없는 수준으로 진화했다는 분석이 나왔다. 12일 시장조사업체 유비리서치는 최근 발간한 삼성디스플레이의 QNED 관련 두 번째 특허 보고서에서 "상반기 분석했던 특허 41건 외에 추가된 특허에서 놀랄만한 기술 진보를 확인했다"고 밝혔다. 유비리서치는 지난달 둘째주까지 공개된 삼성디스플레이 QNED 특허 94건을 분석했다. 상반기에는 41건 특허를 우선 분석한 바 있다. 유비리서치는 QNED에서 "백플레인 구조는 '7T2C 박막트랜지스터(TFT)'이고, 나노로드 발광다이오드(LED)를 정렬하기 위한 정렬용 트랜지스터(oscillator·오실레이터)와 리페어용 트랜지스터가 같이 배치됐다"고 밝혔다. 동시에 "모바일 기기용 유기발광다이오드(OLED)에 사용되는 TFT 구조와 흡사하게 QNED 회로가 구성돼 있다"며 "QNED도 전류 구동 소자여서 정밀 제어가 필요하다"고 풀이했다. 대형 OLED는 '3T1C' 구조를 사용한다는 설명도 덧붙였다. 유비리서치는 "이번에 추가 확인한 내용 중 정렬용 트랜지스터 내장이 가장 눈에 띈다"고 밝혔다. 나노로드 LED는 잉크 상태로 패널에 투하하고 패널에 인가되는 전기장에 의해 유전영동힘으로 정렬된다. 유전영동힘이란 전기장 하에서 입자가 한쪽 방향으로 흘러가는 힘을 말한다. 이때 정렬 파형에 따라 나노로드 LED 배치 개수와 화소 수율이 결정된다. 오실레이터는 이제껏 디스플레이에 사용되지 않았던 기술이다. 업계의 QNED 관련 우려사항은 수율이다. 화소 안에 10~20개 배치될 것으로 보이는 나노로드 LED는 모두 전기적으로 연결돼 나노로드 LED 자체 결함이나 정렬 불량에 의해 화소에 단락(쇼트)이 발생할 수 있다. 삼성디스플레이는 직렬·병렬 혼합 연결 배선구조와 배열돼 있는 나노로드 LED에 문제가 발생할 경우 이를 바로 해결할 수 있는 리페어 트랜지스터를 배치했다. 유비리서치는 "백플레인 제조 기술은 이전에 예상했던 구조보다 훨씬 복잡하지만 사업성에 직접 관련된 수율을 확보할 수 있는 기술 내장을 확인했다"고 밝혔다. 보고서는 나노로드 LED 잉크용 용매 특허도 수록했다. 나노로드 LED 분산에 필요한 조건과 분사 후 정렬이 되려면 점도 조절이 중요하다. 삼성디스플레이는 공정 중 용매 점도를 바꿀 수 있는 기술을 사용하고 있다. 잉크젯 장비는 나노로드 LED 잉크를 분사하는 유닛과 분사된 잉크 위치와 양을 검사하는 모듈, 나노로드 LED를 정렬하고 정렬된 나노로드 LED 개수를 센싱하는 유닛으로 구성된다. 잉크젯 장비는 각 공정에서 평가된 결과를 분석해 다시 잉크젯 유닛으로 피드백해 잉크 점도와 양, 잉크젯 헤드 위치 등을 수정할 수 있는 기술로 구비됐다. 유비리서치는 "삼성디스플레이의 QNED 기술 개발기간은 4년에 불과하지만 지난해까지 출원한 특허로 확인한 기술은 2021년에 양산장비에 투자해도 지장이 없는 수준"이라고 평가했다.