엔에스, 셀렌화아연계로 청색 실현 … 삼성전자‧나노시스에 도전

디스플레이용 퀀텀닷(Quantum Dot)은 카드뮴(Cadmium) 프리를 실현할 것으로 기대된다.
일본 엔에스머티리얼즈(NS Materials)는 최근 카드뮴 프리 청색 퀀텀닷 개발에 성공한 것으로 알려졌다.
현재도 카드뮴 프리 퀀텀닷 생산을 위해 인화인듐(Indium Phosphide)계 보급이 이루어지고 있으나 엔에스는 셀렌화아연(Zinc Selenide)계로 실현했고 색순도와 변환효율이 인화인듐계를 능가해 주목된다.
카드뮴 프리 녹색 퀀텀닷과 적색 퀀텀닷도 개발하고 있으며 2023년 말까지 출시해 퀀텀닷 시트용으로 공급할 예정이다.
2024년 양산화가 가능할 것으로 예상하는 가운데 최근에는 자발광형 퀀텀닷 디스플레이용 평가를 진행하고 있으며 압도적인 성능을 앞세워 게임체인저로 등극하겠다는 의지를 다지고 있다.
퀀텀닷 시트는 차세대 LCD(Liquid Crystral Display) 디스플레이에 사용되고 있다.
녹색과 적색 퀀텀닷으로 이루어진 시트에 청색 백라이트를 비추면 색순도가 높은 RGB(적‧녹‧청) 백색을 얻을 수 있고 백색이 컬러필터를 투과하면 순수한 색을 연출 가능한 광색역 디스플레이가 된다.
개발 초반까지 중금속인 카드뮴을 포함한 퀀텀닷이 사용됐으나 최근 들어 환경보호를 위해 카드뮴 프리를 선호하는 움직임이 가속화되고 있다.
삼성전자와 나노시스(Nanosys) 등이 인화인듐계를 중심으로 카드뮴 프리 퀀텀닷을 공급하고 있으나 카드뮴 포함제품에 비해 색순도, 변환효율, 휘도가 떨어지는 문제가 제기되고 있다.
엔에스는 독자적인 합성법으로 셀렌화아연계 청색 퀀텀닷을 개발했으며 녹색과 적색도 일반적인 인화인듐계가 아닌 새로운 조성으로 개발하고 있다.
적색 퀀텀닷은 개발이 거의 완료된 상태이고 녹색은 연말까지 개발을 종료함으로써 카드뮴 프리 RGB 라인업을 갖추는 것을 목표로 하고 있다.
성능은 인화인듐계를 상회할 뿐만 아니라 카드뮴 포함제품과 비슷한 수준이 될 것으로 기대하고 있다.
카드뮴 프리 녹색, 적색 퀀텀닷은 퀀텀닷 시트용으로 평가가 진행됨에 따라 2024년에는 모니터, 노트북, 태블릿 등을 주요 용도로 양산화가 가능할 것으로 예상하고 있다.
IT 기기 생산기업들이 퀀텀닷 시트 박막화를 요구하면서 퀀텀닷 고농도화가 이루어지고 있어 카드뮴 프리 니즈가 확대될 가능성이 클 것으로 기대하고 있다.
자발광형 퀀텀닷 디스플레이용 공급에도 기대를 걸고 있다.
현재 하이엔드 대형 TV는 OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널이 채용되고 있으나 스마트폰과 같이 RGB 3색을 도분하는 구조가 아니어서 로스가 발생할 수 있기 때문이다.
도포방식으로 3색을 도분한 OLED 개발이 진행되고 있으나 유기소재를 사용하기 때문에 수명이 과제가 되는 반면, RGB 3색 발광소자에 무기소재인 퀀텀닷을 사용한다면 모든 특성을 겸비한 디스플레이를 완성할 수 있을 것으로 예상된다.
마찬가지로 무기소재를 사용한 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이도 존재하지만 높은 코스트가 보급을 가로막고 있는 것으로 파악된다.
엔에스는 카드뮴 프리 퀀텀닷을 본격적으로 양산하기 위해 히로카와(Hirokawa) 공장에서 생산라인 증설을 추진할 예정이다.
기존 카드뮴 포함제품 생산라인을 카드뮴 프리로 대체하거나 신규 생산라인을 도입하는 방안 등을 검토하고 있으며 후발주자이지만 새로운 카드뮴 프리 퀀텀닷을 개발했다는 강점을 살려 시장점유율을 확대해나갈 계획이다. (K)