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삼성전자, 고효율 QLED '청색' 소자 개발…QLED 디스플레이 구현 앞당긴다

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삼성전자 종합기술원의 QLED 소자 연구진. <사진=삼성전자>

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삼성전자가 업계 최고 수준의 친환경 청색 자발광 양자점발광다이오드(QLED)를 개발했다. 청색광 퀀텀닷의 한계를 극복하면서 차세대 QLED 디스플레이 개발이 한층 활기를 띨 것으로 보인다.

삼성전자 연구진은 최근 세계적인 학술지 네이처에 QLED 청색광 퀀텀닷 효율을 최대로 끌어올릴 방법을 게재했다.

퀀텀닷은 스스로 빛을 내는 수 나노미터(㎚) 크기 반도체 결정체를 뜻한다. 이러한 퀀텀닷을 활용해 세밀한 화소를 표현하는 디스플레이 기술이 QLED 기술이다.

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삼성전자 청색 자발광 QLED 소자 구조 <사진=삼성전자>

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디스플레이 업계에서는 QLED 삼원색 중 청색의 효율과 안정성을 끌어올리는 작업이 가장 까다로운 것으로 알려져 있다. 삼원색(빨강, 초록, 청색) 가운데 에너지 밴드갭이 가장 크고 외부의 산소와 빛에 가장 불안정하기 때문이다.

그러나 이번에 삼성전자 종합기술원은 청색 자발광 QLED 개발에 성공하면서 발광 효율도 이론효율 수준인 20.2%까지 끌어올렸다. 또 최대 휘도 8만8900니트, 소자 구동 시간 1만6000여 시간을 구현해 안정성까지 높였다.

삼성전자 종합기술원 연구진의 이번 성과는 지난해 11월 자발광 QLED 적색 소재를 확보한 경험에서 비롯됐다.

이번 연구를 주도한 김태형 삼성전자 종합기술원 전문연구원은 “처음에는 적색과 녹색 퀀텀닷에 사용되는 인화인듐(InP) 물질을 사용했지만, 효율과 안정성을 확보할 수 있는 징크셀레나이드(ZnSe) 기반 물질로 바꿔 청색 개발에 집중했다”고 전했다. 그는 “지난 경험 덕분에 비교적 짧은 시간에 새로운 물질을 활용해 우수한 특성을 얻을 수 있었던 것 같다”고 말했다.

이번 성과를 기반으로 삼성전자의 퀀텀닷 기술과 차세대 디스플레이 개발에 속도가 붙을 전망이다.

장은주 삼성전자 종합기술원 펠로우는“이번 연구성과를 통해 자발광 QLED의 상용화 속도를 앞당길 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.

강해령기자 kang@etnews.com

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