LED에서 진화된 OLED와 QLED 디스플레이 기대
우리는 깨어있는 거의 모든 시간에 스마트폰, 모니터, TV를 들여다 본다. 사람은 눈을 통해 대부분의 정보를 얻는다고 하니 눈과 정보기기를 연결하는 ‘디스플레이’는 ‘세상을 보는 창’인 셈이다. OLED와 QLED까지 진화한 디스플레이 기술을 짚어본다.
디스플레이 기술은 크고 무거운 브라운관(CRT)에서 얇고 가벼운 액정디스플레이(LCD)로 빠르게 발전해왔다. LCD의 광원도 백색 발광다이오드(LED)를 사용해 더욱 얇고 작게 만들면서 스
마트폰 등 다양한 휴대용 정보기기가 가능해졌다. LED는 전기에너지를 빛으로 변환시키는 반도체 소자인데, 반도체의 에너지 밴드갭에 따라 다른 파장의 빛을 낸다. 따라서 원하는 파장에 따라 다른 밴드갭을 가지는 반도체 재료를 사용해야 한다. 예를 들면, 청색 또는 백색 LED는 GaN 결정을 이용해서 만든다. 90년대 초반에 개발되어 디스플레이부터 조명에까지 광범위하게 사용된다. 삶을 윤택하게 해준 중요한 발명이기에 이를 개발한 물리학자들이 작년에 노벨물리학상을 받았다.
최근에는 탄소화합물로 이루어진 유기반도체를 사용한 유기발광다이오드(OLED)가 디스플레이에 많이 사용된다. 유기물질은 화학적 합성 방법으로 밴드갭을 쉽게 조절할 수 있어서 다양한 색깔의 발광재료를 개발하기 쉽고, 잉크로 만들어서 프린팅 방법으로 다양한 기판 위에 박막을 형성할 수 있는 장점이 있다. 유리 대신 플라스틱 기판을 사용하면 유연하게 휘는 디스플레이가 만들어진다. 이미 OLED를 장착한 스마트폰이나 65인치 크기의 대형 OLED TV가 판매되고 있으며 창문이나 자동차 앞 유리에 부착하여 정보를 표시할 수 있는 투명한 OLED 디스플레이나 두루마리처럼 말 수 있는 OLED 디스플레이도 개발되고 있다. 관정도서관에도 OLED를 이용한 다양한 디자인의 조명이 설치되었다.
기술의 진화는 OLED에 머물지 않는다. 새로운 재료를 이용한 발광다이오드가 계속 개발되고 있다. 최근 차세대 디스플레이 기술로 ‘양자점(Quantum Dot)’이 떠오르고 있다. 양자점은 나노미터 크기의 반도체 결정으로 크기나 모양을 제어해서 발광 파장을 쉽게 조절할 수 있다. 다른 발광재료보다 발광선폭이 매우 좁아서 색순도가 우수하기 때문에 일반적인 반도체보다 더 선명하고, 자연 그대로의 색을 표현한다. 따라서 양자점을 이용한 양자점 발광다이오드(QLED)는 다른 어떤 디스플레이보다 더 우수한 색 표현이 가능하다. 아직 수명과 발광 효율 측면에서 OLED 보다 낮지만 향후 몇 년 이내 실용화되어 우리 눈을 즐겁게 해 줄 것이다.
이 창 희
전기정보공학부 교수