김홍철 기술경영학 박사
지난 주 칼럼에서 기술 개요를 소개해 드린 반도체는 휴대폰이나 컴퓨터 등의 작동을 위한 중요부품인 CPU나 메모리 등의 핵심소재일 뿐만 아니라 TV, 노트북, 휴대폰화면 등 유저가 정보를 입력하거나, 확인 하는데 사용되는 디스플레이기술의 핵심소재로서 활용된다.
19세기 말 독일의 브라운이 음극선관을 이용한 브라운관(CRT)을 발명한 이후 디스플레이 기술은 지속적으로 발전해, 전류를 가하면 빛을 발하는 반도체 소자의 일종인 ‘발광다이오드’로 불리는 LED를 이용한 LCD(액정표시장치)가 출현했으며, LCD보다 색상을 좀 더 세밀하게 표현할 수 있는 OLED(유기발광다이오드)기술을 적용한 제품들이 양산되고 있다. 디스플레이 기술이 기존에 전력소모 및 발열을 최소화하고, 사용 수명을 연장하는데 치중하였다면, 최근에는 기존의 목적성은 기본이고, 추가적으로 보다 선명한 자연색상, 설치 및 이동이 간편한 가볍고, 슬림한 구조로 제품을 생산하는 추세로 전환되고 있다.
지난 10월 10일 삼성은 차세대 프리미엄 TV 디스플레이기술로 퀀텀닷(QD; Quantum Dot)디스플레이’를 결정하고, 세계 최초로 대형 QD디스플레이 기술을 양산하기 위해서 2025년까지 약 13조를 투입해, 현재의 LCD를 QD로 전환하기로 했다. 문재인 대통령도 참석한 본 QD생산을 위한 아산캠퍼스 발대식에서 삼성은 현재 OLED(유기발광다이오드), LCD 등 세계 최정상 디스플레이기술 보유에 더해, 추가적으로 경쟁자의 기술추격을 허용하지 않는 이른 바 ‘초격차(超隔差)’를 달성하기 위해 본 차세대 디스플레이기술에 대한 연구개발 및 자금투입을 아끼지 않겠다고 선언했다.
실질적 확인이 불가해 표면적으로만 평가할 수밖에 없는 현재의 반도체 기술경쟁에 있어, 중국의 반도체 제조기술이 우리의 턱 밑까지 쫓아왔다는 언론의 연일 보도에 긴장을 늦추지 않고, 한 걸음이 아니라 세 걸음 먼저 도약해, 초격차를 달성하려는 삼성의 강한 의지와 정부의 맞춤형 지원을 통한 산업성장 동력에 대한 드라이브를 표명한 것으로 매우 반가운 소식이 아닐 수 없다. 아울러 QD 재료연구 및 신공정 개발인력 채용 등 직접고용과 생산 및 품질검수 등에 관련된 인원 확보 등 간접고용효과까지 감안할 경우, 전체 고용효과는 5년간 약 8만여개의 일자리가 새로 만들어지는 효과를 추가적으로 거양하게 될 것이라고 전망하고 있다.
QD는 나노미터(1mm의 1백만분의 1의 길이)단위 크기의 반도체 결정체를 말한다. 물리학에서 불연속적인 최소단위의 물리량을 의미하는 ‘양자’란 의미의 ‘퀀텀’과 ‘점’을 의미하는 ‘닷’이 결합된 용어이며, 본 ‘양자점’을 형광물질 혹은 발광물질로 사용해 자연색에 거의 근접하게 색을 재현할 수 있어, 기존 LCD나 OLED보다 개선된 디스플레이 효과를 볼 수 있게 된다. QD디스플레이는 QD물질과 회로소자 및 유.무기 발광재료 기술을 융합한 디스플레이다. 유기물질인 OLED와 무기질인 QD를 융합하여, 더 많은 색을, 더 세밀하게 표현할 수 있고, 성능과 수명을 기존 기술보다 개선할 수 있게 되는 것이다.
기존 LCD판넬이 자연색상 표현의 선명성을 판단하는 NTSC(미국TV시스템위원회)기술표준 규격의 약 60~70% 정도인데 반하여, 본 QD방식은 거의 100%에 가까운 색재현율을 가지게 되므로, 자연이 그대로 안방으로 넘어오는 효과를 얻을 수 있으며, 전력효율도 더욱 좋아지게 된다. 또한 플라스틱 기판을 사용하면 폴더블, 롤러블 등 형태에 구애받지 않고 자유롭게 디자인을 혁신할 수도 있게 된다. 업계 관계자는 “자연색에 가까운 빛을 내는 반도체입자인 QD는 대형 디스플레이 산업의 미래성장 비전이며, 이번 투자를 통해 프리미엄 디스플레이 시장을 주도해 나가겠다”는 강한 의지를 표명했다.
인간의 모든 행위는 보는 것에서 출발해, 인지하고, 그에 맞게 행동하게 되며, IT기기의 대부분도 디스플레이에서 시작돼 정보의 흐름이 진행, 연결된다. 디스플레이 시장은 그만큼 중요하며, 절대 뒤쳐져서는 안 되는 중요산업으로, 국내 기업들의 독보적인 QD기술 확보를 통한 초격차 달성이 조속히 이루어지기를 고대한다.