[Display 기술리뷰] 삼성 QD-OLED TV 미국,유럽 첫출시!

2022년 3월 18일 삼성전자는 미국 공식 홈페이지를 통해 QD-OLED TV 'S95B' 65인치와 55인치 판매를 시작했습니다. 가격은 65인치 2999.99달러(364만원), 55인치 2199.99달러(267만원)로 책정되었습니다. 우여곡절은 있었지만 우리회사 기술이 제품으로 첫 출시되는 모습이 너무 자랑스럽고, 앞으로 QD-OLED 시장이 승승장구 해서 삼성이 한단계 더 도약할 수 있는 기회를 만들어 주길 바래봅니다.

QD-OLED 신기술이 제품으로 출시되는 모습을 보면서, LCD와 OLED 엔지니어로 16년을 근무하면서 배운 Display 기술을 요약 리뷰해 보고 싶어서 태블릿 앞에 앉았습니다. 어려운 내용을 빼고 최대한 이해하기 쉽게 작성해 보겠습니다. ^^

 

Display 기술은 어떻게 발전해 왔을까?

Display 기술은 최초 CRT 부터 현재 OLED Display 까지 50년이상 계속 발전을 거듭해 왔다. 그중심에 삼성이 큰축으로 자리잡고 있다. 나는 2004년 대학원때부터 PDP를 잠깐 공부하고, 2006년에 삼성에 입사해서 LCD 연구개발을 시작으로 현재 중소형 OLED 개발업무를 하고 있다. 18년이 지난 지금 LCD 산업은 점점 경쟁력을 잃어가고, OLED 산업이 Diaplay 기술의 중심이 되고 있는 상황이다.

OLED 산업은 중소형 분야에서는 삼성의 RGB OLED기술이 주축을 이루고 있으며, 대형 분야에서는 LG가 2013년 부터 집중투자하여 W-OLED 기술로 시장점유율을 키우고 있다. 삼성도 2013년 중소형 RGB OLED 기술을 대형으로 개발 하였으나, 유기물 Burn-in 문제와 수율을 극복하지 못해 2014년 기술개발을 중단하게 되었다.

그러나, 삼성의 대형 LCD 산업은 중국업체의 물량 공세로 단가하락이 거듭되자 사업경쟁력을 잃어버려 2021년 급기야 생산 중단을 선언하게 되었다. 삼성의 DNA는 절대 포기하지 않기에 지난 실패 경험을 발판으로 QD-OLED기술을 개발하여 대형 OLED TV시장 전략을 개편하여 양산준비를 시작하였다. 그결과로 22년 3월 18일 첫 QD-OLED TV 시장 출시를 이루어 낸것이다. 임직원으로 그과정을 지켜보면서, 삼성의 저력은 역시 대단하구나 하는 생각이 들었다.

 

Diaplay 기술 개발 동향

디스플레이 기술과 유형구분

디스플레이 기술은 크게 자발광과 비자발광기술로 나누어 진다. 비자발광 대표주자는 LCD(Liquid Crystal Display) 기술이며, 자발광 대표주자는 OLED(Organic Light Emitting Display) 기술이다. 두기술의 차이점은 빛을 내는 방법과 색(Color)표현 방법으로 설명할수 있다. 간단하게 정리하면 다음과 같다.

Display 기술	빛을 내는 방법	Color 표현 방법	현재상황
LED TV	White LED Backlight	액정(전압에 회전) + RGB Color Filter	양산중(@All 분야)
QLED TV	Blue LED Backlight	액정(전압에 회전) + RG Quantum Dot Color Filter	양산중(@대형TV)
Micro LED TV	Micro RGB LED BLU	액정(전압에 회전) + Color Filter 없음	개발중(@대형TV)
RGB OLED (@삼성)	R,G,B 유기물 LED	R,G,B 각각 흐르는 전류에 따라 빛의 밝기 조절	양산중(@중소형)
W-OLED (@LG)	White 유기물 LED	White 유기물 전류 + RGB Color Filter	양산중(@대형TV)
QD-OLED (대형@삼성)	Blue 유기물 LED	Blue 유기물 전류 + RG Quantum Dot Color Filter	양산시작(@대형TV)
QNED (대형@삼성)	Blue Nano입자 LED	Nano입자 전류 + RG Quantum Dot Color Filter	개발중(@대형TV)

LCD vs OLED 단면구조

 

삼성의 Display 기술 개발 방향

삼성디스플레이는 중소형 OLED 부분에서는 현재 점유율 유지하면서, IT 영역으로 사업 확대를 위해 IT(Note, Monitor등)기술개발의 속도를 높이고 있는 상황이다. 대형 OLED 에서는 2가지 전략으로 추진하는 모습이다. 하나는 이제 출시한 QD-OLED기술이고, 다른 한가지는 QNED(Quantum dot Nano-rod LED)기술이다. 두가지에 대해 언론에 노출된 수준의 기술범위에서 간략하게 정리해 보겠습니다.

 

 

* 대형 OLED TV 기술 :  QD-OLED (양산시작, 수율개선 중)

 

먼저, 삼성의 QD-OLED는 LG의 W-OLED와 비교하면 휘도와 색재현성면에서 뛰어난 특성을 보인다. 특히 디스플레이는 휘도 특성이 매우 중요하다. W-OLED는 800nit 수준인데 QD-OLED는 1500nit 근접한 밝기를 보여주고 있다. 이유는 여러가지가 있겠지만 LG W-OLED는 배면 발광구조이고, 픽셀(화소)가 WRGB 구조인데 반해 삼성 QD-OLED는 전면발광구조, RGB 픽셀(화소)구조로 되어 있어 유리한 특성을 만들어 낼수 있는 것이다. 하지만 이제 양산기술을 확보한 상황에서 수율을 얼마나 빨리 개선 하느냐가 숙제로 남아 있다. 

W-OLED(LG) vs QD-OLED(삼성) 특성 비교

 

* 대형 OLED TV 기술 :  QNED (기술 개발 중)

 

QNED 기술에 대해서는 처음 접하시는 분들도 많을것 같다. 저도 담당자가 아니라 자세히는 알수 없지만, 논문과 언론에 공개된 내용을 확인해 보니 그리 어려운 개념은 아니었다. 하지만, QNED 기술이 양산성과 수율이 확보된다면 삼성은 OLED TV 시장에 LG에게 빼앗긴 TV Display 기술 헤게모니를 다시 되찾을수 있을것이다.

QNED 기술에 대해서 아래 그림으로 간단히 개념만 소개해 드리고자 한다. 그림처럼 QD-OLED는 발광층을 유기물 Blue-OLED를 사용하지만, QNED는 방광층을 무기물 GaN Nanorod LED를 사용하는 것이다. QNED의 장점은 유기물 대신 무기물을 사용하게 되어 대면적 OLED 의 가장큰 취약점인 Burn-in 현상이 없어지게 되고, GaN Nanorod LED입자 사이즈가 10um 수준이므로 픽셀내 Nano LED 분포를 제어하면 휘도(밝기)도 크게 향상시킬 수 있다. 더 세부적인 기술소개는 기술유출될수 있어 여기서 마무리 하겠습니다. ^^ 

QD-OLED vs QNED 구조비교

삼성디스플레이는 주식회사가 아니라 직접 투자할수 없습니다. 하지만 삼성디스플레이는 삼성전자의 사업부중에 하나입니다. 참조하셔서 관심과 응원부탁드립니다. 다음에는 다른분야의 기술리뷰도 도전해 보겠습니다. 긴글 읽어주셔서 감사합니다.