[디지털투데이 양대규 기자] 삼성디스플레이의 차세대 'QD(퀀텀닷) 디스플레이'에 대한 관심이 커지고 있다. 지난 10월 삼성디스플레이가 QD 디스플레이에 13조원 이상의 투자를 하겠다고 밝히면서 차세대 QD 디스플레이가 어떤 모습으로, 언제 등장할 것인지에 대해 업계에서 다양한 의견이 나오고 있다.

26일 업계에 따르면 삼성디스플레이의 차세대 QD 디스플레이는 QD-OLED(유기발광다이오드)가 될 것으로 보인다. 또 OD-OLED의 양산 시점은 2~3년 뒤로 추정된다.

지난 10월 삼성디스플레이는 차세대 QD 디스플레이 기술 양산을 위해 충남 아산캠퍼스에서 '신규 투자 및 상생협력 협약식'을 가졌다. 이날 삼성디스플레이는 2025년까지 QD 디스플레이 생산시설 구축 및 연구개발에 대한 총 13.1조원 규모의 투자 계획을 발표했다.

삼성디스플레이는 이번 투자를 통해 대형 디스플레이 기술의 방향을 기존 LCD에서 'QD디스플레이'로 전환하고, 'QD'를 기반으로 대형 디스플레이 산업의 새로운 전성기를 열어갈 계획이라고 밝혔다.

구체적으로 삼성디스플레이는 2025년까지 13.1조 원을 투자해 아산1캠퍼스에 세계 최초 'QD 디스플레이' 양산라인인 'Q1라인'을 구축한다. 신규 라인은 우선 초기 3만장(8.5세대) 규모로 2021년부터 가동을 시작해 65인치 이상 초대형 'QD 디스플레이'를 생산할 예정이다. 이를 위해 기존 8세대 LCD 라인을 단계별로 'QD' 라인으로 전환하며, 2025년까지 생산능력을 점차 확대해 나갈 계획이다.

"QD-OLED 장비 발주 임박...LCD 라인 일부 QD 라인으로 교체"

최근 키움증권 박유악 연구원은 보고서를 통해 “QD-OLED 장비 발주가 임박했다”며 삼성전자의 QD 디스플레이에 대한 본격적인 투자가 진행되고 있다고 강조했다.

박 연구원은 “연말·연초부터 삼성디스플레이의 QD-OLED 패널 장비 투자가 본격화될 전망”이라며 “삼성디스플레이가 3분기 기존 LCD 8세대 라인인 L8-1 페이즈1의 가동을 중단한 후, 4분기 말~내년 1분기 초부터 QD-OLED 전공정 장비 발주를 본격화할 것으로 예상된다”고 말했다. 이어 “기존 L8-1 페이즈1 공간에 30K/월 규모의 QD-OLED 투자가 집행돼, 2021년 1분기부터 제품 양산이 시작될 것으로 보인다”고 덧붙였다.

업계에 따르면 삼성디스플레이 L8-1 페이즈1의 LCD 장비는 중국 HKC에 매각될 것으로 예상된다. 기존 LCD 장비를 QD-OLED 라인에 재활용할 가능성이 작다는 것이다. 이에 QD-OLED 장비 투자가 본격적으로 예상된다.

박 연구원은 “8세대 QD-OLED 1차 투자 규모인 30K/월에서는 연간 80만대 수준의 65인치 TV 패널이 생산될 수 있다(수율 80% 가정)”며 “향후 2020년~2021년에 걸쳐 L8-1 페이즈2와 L8-2 페이즈1을 가동 중단 후, LCD 라인 해체와 QD-OLED 장비 투자가 진행될 것으로 예상되며, 2022년에는 QD-OLED TV의 총생산량도 65인치 기준 연 200만대로 확대될 것으로 기대된다”고 설명했다.

최근 삼성전자와 삼성디스플레이는 양산이 가까운 QD-OLED 외에도 차세대 QD 디스플레이 개발도 진행 중인 것으로 알려졌다. QNED와 자발광 QD 소재 개발이 대표적인 예다.

QD+초미세LED 'QNED'와 '자발광 QD 소재' 개발 중

업계에 따르면 삼성디스플레이 곽진오 연구소장(부사장)의 하에 QNED 연구개발을 시작했다. QNED는 QD와 나노LED를 합친 용어다. 용어는 나노 LED를 사용했지만, 업계는 실질적으로 마이크로LED나 미니LED를 사용할 것이라는 분석이다.

전문가들은 삼성전자가 QD-LCD를 이용한 TV에 QLED TV라는 이름을 붙인 것과 비슷한 맥락으로 QNED라는 ‘네이밍’을 한 것으로 보고 있다. QNED는 초미세 LED에 QD를 올려 색 재현성을 높이는 기술이다. LED 구조 위에 QD를 잉크젯 프린팅 방식으로 입히는 형태로 추정된다.

또한 지난달 말 삼성전자는 QD 소재의 한계를 극복하며 '자발광 QLED 디스플레이의 상용화 가능성'을 입증했다고 밝혔다. 삼성전자는 지난달 27일(현지 시각) QD 소재의 구조를 개선해 자발광 QLED 소자의 발광 효율 21.4%를 달성하고, 소자 구동 시간을 100만 시간으로 구현한 최신 연구 결과를 세계적인 학술지 '네이처'에 게재했다.

삼성전자 종합기술원 장은주 펠로우(교신저자)는 "삼성의 독자적인 핵심 소재 기술로 차세대 디스플레이 상용화 가능성을 보여줬다"며, "앞으로 새로운 구조의 퀀텀닷을 활용한 친환경 디스플레이의 개발 범위가 확대되기를 기대한다"고 말했다.

삼성전자는 이번 연구를 통해 자발광 QLED 소자의 발광 효율과 사용 시간을 크게 향상시켰다고 강조했다.