[아하!] 퀀텀닷 SUHD TV '퀀텀닷'이 대체 뭐야?

[프라임경제] 최근 삼성전자 TV 광고를 보면 '퀀텀닷'이라는 단어가 등장합니다. 다소 낯선 용어인데요. '양자점'이라고도 불리는 이 용어는 크기가 머리카락 굵기 수만 분의 1에 불과한 초미세 반도체 입자를 가리킵니다.

삼성전자는 자사의 퀀텀닷 SUHD TV를 두고 '0.000000001 퀀텀닷 초밀도 화질'이라고 설명하고 있는데요. 이는 지구의 크기를 1이라고 했을 때 퀀텀닷의 크기, 쉽게 말해 0.000000001은 축구공 하나 정도에 해당하는 크기라고 생각하면 됩니다.

퀀텀닷은 가장 최근 개발된 차세대 디스플레이 소재인데요. 작은 크기만큼이나 세밀하고 정확한 색 표현이 가능하다는 장점이 있습니다. 기존 TV에서는 접할 수 없었던 밝기와 색을 구현하면서도 전력 소모량은 줄일 수 있어 TV에 최적화된 소재로 꼽히죠.

ⓒ 삼성전자

삼성전자에 따르면 퀀텀닷이 학문적으로 주목 받은 건 1980년대 석유파동 직후, 에너지 위기를 극복하기 위해 태양전지를 연구하면서 부터입니다. 하지만 인류의 삶에 퀀텀닷이 쓰이기 시작한 건 이보다 훨씬 전이라고 하는데요.

대표적인 사례는 서양 중세 건축을 얘기할 때 빼놓을 수 없는 스테인드글라스입니다. 스테인드글라스는 고온에서 유리와 각종 금속을 녹여 만드는데요. 이 과정에서 화합물이 우연히 나노 입자 크기로 변하면서 퀀텀닷이 탄생했습니다.

하지만 당시 사람들은 스테인드글라스가 어떤 논리로 아름다운 색을 띠는지 구체적으로 알지 못했다고 합니다. 20세기에 들어와서야 그게 퀀텀닷이라는 사실을 인식하고 본격적으로 연구에 돌입했습니다.

이후 거듭된 연구로 1990년대에 의료·디스플레이·조명 분야에 퀀텀닷을 도입하려는 벤처회사가 생기기 시작했고, 2000년대 들어서는 상용화 단계에 들어섰습니다.

퀀텀닷이 소재로서 매력적인 이유는 입자 크기를 달리하는 것만으로도 다양한 색을 구현할 수 있다는 데 있습니다. 2나노미터 퀀텀닷은 푸른색을, 6나노미터 퀀텀닷은 붉은색을 각각 구현할 수 있죠.

뿐만 아니라 빛 흡수율도 높습니다. 퀀텀닷을 코팅해 고체 상태로 만든 후 전류를 직접 흘리면 그 빛을 손실 없이 화소별로 조절할 수 있게 됩니다. 퀀텀닷의 장점은 또 있는데요. 적은 에너지로도 밝은 빛을 낼 수 있고, 색 재현력 부문에서도 놀라운 성능을 보여준다는 점입니다.

최근 삼성전자가 출시한 퀀텀닷 SUHD TV는 약 10억개의 색을 구현해 냅니다. 일반 LED TV의 구현 가능 색 수가 1600만 개인 점을 감안하면 발전 수준이 어느 정도인지 짐작 가능하실 겁니다. 

이 같은 퀀텀닷 TV가 시장에 처음 나온 것은 2010년대 들어선데요. 초기 제품에는 문제가 있었습니다. 독성 물질로 알려진 카드뮴에 쓰인 것입니다. '독성 물질 함유 TV'가 널리 보급되긴 현실적으로 어려운 게 사실입니다.

이를 발판 삼아 삼성전자는 SUHD TV를 선보이며 업계 최초로 '카드뮴 프리(free)' 퀀텀닷 기술을 개발하는 데 성공했습니다. 퀀텀닷이 지닌 장점은 고스란히 살리면서도 환경에도 무해한 제품이 처음으로 소비자 앞에 첫선을 보이게 된 것입니다.